Достижение современной селекции. Достижения селекции растений

§ 53. Методы селекции и ее достижения

Основными методами селекции являются отбор, гибридизация и мутагенез.

Отбор. В основе селекционного процесса лежит искусственный отбор. В сочетании с генетическими методами он позволяет создавать сорта, породы и штаммы с заранее определенными признаками и свойствами. В селекции различают два основных типа отбора: массовый и индивидуальный.

Массовый отбор — это выделение группы особей по внешним (феноти-пическим) признакам без проверки их генотипа. Например, при массовом

отборе из всей популяции кур той или иной породы в хозяйствах оставляют для размножения птиц с яйценоскостью 200—250 яиц в год, живой массой не менее 1,5 кг, определенной окраски, не проявляющих инстинкта высиживания и т.д. Все остальные куры выбраковываются. При этом потомство каждой курицы и петуха оценивается только по фенотипу.

Основными достоинствами данного метода являются его простота, экономичность и возможность сравнительно быстрого улучшения местных сортов и пород, а недостатком — невозможность индивидуальной оценки по потомству, в силу чего результаты отбора неустойчивы.

При индивидуальном отборе (по генотипу) получают и оценивают потомство каждого отдельного растения или животного в ряду поколений при обязательном контроле наследования интересующих селекционера признаков. На последующих этапах отбора используют только тех особей, которые дали наибольшее число потомков с высокими показателями.

Значение индивидуального отбора особенно велико в тех отраслях сельскохозяйственного производства, где имеется возможность получения от одного организма большого количества потомков. Так, используя искусственное осеменение, от одного быка можно получить до 35 000 телят. Для длительного сохранения семени используют метод глубокого замораживания. Уже теперь во многих странах мира существуют банки спермы животных с ценными генотипами. Такая сперма используется в селекционной работе.

Отбор в селекции наиболее эффективен при сочетании с определенными типами скрещивания.

Методы гибридизации (типы скрещивания) в селекции. Все разнообра зие типов скрещивания сводится к инбридингу и аутбридингу. Инбридинг — это близкородственное (внутрипородное или внутрисортовое), ааутбридинг — неродственное (межпородное или межсортовое) скрещивание.

При близкородственном скрещивании (инбридинге) в качестве исходных форм используются братья и сестры или родители и потомство (отец— дочь, мать—сын, двоюродные братья—сестры и т.д.). Этот тип скрещивания применяется в тех случаях, когда желают перевести большинство генов породы или сорта в гомозиготное состояние и, как следствие, закрепить хозяйственно ценные признаки, сохраняющиеся у потомков (рис. 8.4).

Вместе с тем, при инбридинге часто наблюдается снижение жизнеспособности растений и животных, их постепенное вырождение, обусловленное переходом в гомозиготное состояние рецессивных мутаций, которые преимущественно являются вредными.

Неродственное скрещивание (аутбридинг) позволяет поддерживать свойства или улучшать их в ряду следующих поколений гибридов. Это связано с тем, что при аутбридинге вредные рецессивные мутации переходят в гетерозиготное состояние и гибриды первого поколения часто оказываются более жизнеспособными и плодовитыми, чем их родительские формы. На основе аутбридинга получают гетерозисные формы.

Аа

Гетерозис (от греч. heterosis — изменение, превращение) — это явление повышенной жизнеспособности и продуктивности гибридов первого поколения по сравнению с обеими родительскими формами. В последующих поколениях его эффект ослабевает и исчезает.

Классическим примером проявления гетерозиса является мул — гибрид лошади (кобылы) и осла (самца). Это сильное, выносливое животное, которое может использоваться в значительно более трудных условиях, чем родительские формы.

Подобное явление широко известно и среди растений. Так, валовые сборы зерна гетерозисного гибрида кукурузы были на 20—30% выше, чем родительских организмов (рис. 8.5).

Гетерозис широко используется в селекции растений и животных для повышения их продуктивности, а также в промышленном птицеводстве (например — бройлерные цыплята) и свиноводстве.

Автополиплоидия и отдаленная гибридизация. При создании новых сортов растений селекционерами широко используется ряд методов по искусственному получению полиплоидов. Метод автополиплоидии(кратного увеличения числа наборов хромосом одного вида) приводит к увеличению размеров клеток и всего растения в целом. Полиплоиды по сравнению с исходными диплоидными организмами, как правило, имеют большую вегетативную массу, более крупные цветки и семена (рис. 8.6, 8.7). Полиплоидные формы жизнеспособнее диплоидных. Около 80% современных культурных растений являются полиплоидами.

Ценные результаты дает также метод отдаленной гибридизации. В его основе лежит явление аллополиплоидии — изменение числа наборов хромосом на основе скрещивания организмов, относящихся к разным видам и даже родам. Например, получены межвидовые гибриды капусты и редьки, ржи и пшеницы, пшеницы и пырея и др. Гибридизация пшеницы (ТгШсит) и ржи ( Sekale ) позволила получить ряд форм, объединенных общим названием тритикале. Они обладают высокой урожайностью пшеницы, зимостойкостью и неприхотливостью ржи, устойчивостью ко многим болезням.

Получение полиплоидных пород животных и внедрение их в практику сельского хозяйства — дело будущего.

Мутагенез. В последние десятилетия во многих странах мира ведется работа по получению индуцированных мутантов. Так, у многих злаков (ячменя, пшеницы, ржи и др.) были выделены мутанты, индуцированные

рентгеновскими лучами. Они отличаются не только повышенной урожайностью зерна, но и укороченным побегом. Такие растения устойчивы к полеганию и имеют заметные преимущества при машинной уборке урожая. Кроме того, короткая л прочная соломина позволяет вести дальнейшую селекцию на увеличение размера и массы зерен без опасения, что повышение урожая приведет к полеганию растений.

Достижения современной селекции. За последние 100 лет усилиями селекционеров урожайность зерновых культур была повышена почти в 10 раз. Сегодня в ряде стран получают рекордные урожаи риса (100 ц/га), пшеницы, кукурузы и др.

Созданы прекрасные сорта пшеницы российскими селекционерами П.П. Лукьяненко (Безостая 1, Аврора, Кавказ), А.П. Шехурдиным и В.Н. Мамонтовой (Саратовская 29, Саратовская 36, Альбидум 43 и др.), В.Н. Ремесло (Мироновская 808, Юбилейная 50). Эти сорта отличаются высокой урожайностью, устойчивостью к полеганию, хорошими хлебопекарными и мукомольными качествами в различных климатических зонах.

Российский академик B . C . Пустовойт всего за 25 лет добился увеличения мае личности различных сортов подсолнечника на 20%. Им созданы сорта, масличность которых достигает 54—59%. Кроме того, за эти годы урожай семянок вырос в три раза, а сбор масла увеличен вчетверо.

Большие успехи достигнуты и селекционерами Беларуси. Учеными Белорусского научно-исследовательского института картофелеводства и плодоовощеводства (на базе которого в 1993 г. создано три института — БелНИИ плодоводства, БелНИИ овощеводства и БелНИИ картофелеводства) с 1925 по 1995 г. выведено 69 сортов картофеля, более 70 сортов овощных, 124 сорта плодовых и 23 сорта ягодных культур.

Под руководством и при непосредственном участии академика П.И. Альсмика выведены хорошо зарекомендовавшие себя сорта картофеля — Темп, Докшицкий, Разваристый, Агрономический, Огонек, Зубрёнок, Белорусский ранний, Ласунак, Орбита, Белорусский-3, Синтез и др.

В последние годы в республике районировано более 20 сортов картофеля с потенциальной урожайностью 500—700 ц/га, повышенным содержанием сухих веществ, устойчивых к болезням и вредителям, с высокими дегустационными качествами, пригодных для переработки на пищевые полуфабрикаты.

Широкую популярность в республике и соседних странах получили белорусские сорта ягодных культур, автором которых является доктор сельскохозяйственных наук А. Г. Волузнев. Наиболее распространенными из них являются сорта черной смородины — Белорусская сладкая, Кантата, Минай Шмырев, Памяти Вавилова, Катюша, Партизанка; красной смородины — Ненаглядная; крыжовника — Яровой, Щедрый, земляники — Минская, Чайка.

Селекционерами Беларуси (Э.П. Сюба-рова, А.Е. Сюбаров и др.) выведено 24 сорта яблони — Антей, Белорусская малиновая, Банановое, Белорусский синап, Минское и др.; 8 сортов груши — Белоруска, Маслянистая лошицкая, Белорусская поздняя, Бере лошицкая и др.; 9 сортов сливы — Ранняя лошицкая, Нарач, Кромань и др.; 9 сортов вишни — Вянок, Новодворская и др.; 15 сортов черешни — Золотая лошицкая, Красавица и многие другие.

Белорусскими селекционерами выведено и районировано множество сортов зерновых и зернобобовых, технических и кормовых растений. Селекционные работы в теоретическом и практическом направлении по этим культурам ведутся в Институте генетики и цитологии НАН Беларуси, в Белорусской сельскохозяйственной академии (г. Горки Могилевской обл.), Белорусском НИИ земледелия и кормов (г. Жодино Минской обл.), Гродненском зональном НИИ сельского хозяйства, на областных

государственных опытных станциях.

Достигнуты также значительные успехи в создании новых и улучшении уже существующих пород животных. Так, костромская порода крупного рогатого скота отличается высокой молочной продуктивностью, которая достигает более 10 тыс. кг молока в год. Сибирский тип российской мясошер-стной породы овец характеризуется высокой мясной и шерстной продуктивностью. Средняя масса племенных баранов составляет 110—130 кг, а средний настриг шерсти в чистом волокне — 6—8 кг. Немалые достижения имеются также в селекции свиней, лошадей, кур и других животных.

В результате длительной и целенаправленной селекционно-племенной работы белорусскими учеными и практиками выведен черно-пестрый тип крупного рогатого скота, обеспечивающий в хороших условиях кормления и содержания удои по 4—5 тыс. кг молока в год жирностью 3,6—3,8%. Генетический же потенциал молочной продуктивности черно-пестрой породы составляет 6,0—7,5 тыс. кг молока за лактацию. В хозяйствах Беларуси насчитывается около 300 тыс. голов скота этого типа.

Специалистами селекционного центра БелНИИ животноводства созданы белорусская черно-пестрая порода свиней и белорусский внутрипород-ный тип свиней крупной белой породы. Эти породы свиней отличаются

тем, что животные достигают живой массы 100 кг за 178—182 дня при среднесуточном приросте на контрольном откорме свыше 700 г, а приплод составляет 9—12 поросят за опорос.

Продолжается селекционная работа по укрупнению, повышению скороспелости и работоспособности лошадей белорусской упряжной группы, улучшению продуктивного потенциала овец по настригу шерсти, живой массе и плодовитости, по созданию линий и кроссов мясных уток, гусей, высокопродуктивной породы карпа и др.

Основными методами селекции являются отбор, гибридизация и мутагенез. Отбор в сочетании с генетическими методами позволяет создавать сорта, породы и штаммы с заранее определенными признаками и свойствами. Основными методами гибридизации в селекции являются инбридинг — близкородственное (внутрипородное или внут-рисортовое) и аутбридинг — неродственное (межпородное или межсортовое) скрещивание. Кроме того, при создании новых сортов растений селекционерами широко используются методы автополиплоидии и отдаленной гибридизации.

Вернуться к графической версии учебника...

studfiles.net

Достижение современной селекции

Одним из достижений современной селекции является разработка способов преодоления бесплодия. Впервые этот метод удалось применить в 20-х годах прошлого века российскому ученому Г. Д. Карпеченко при скрещивании редьки и капусты. Это новое растение, созданное человеком, не было похоже ни на редьку, ни на капусту. Плоды его состояли из двух половинок, из которых одна напоминала капусту, другая — редьку.

Академику Н. В. Цицину удалось создать гибрид пшеницы с пыреем. На основе этого гибрида был выведен новый зерно-кормовой сорт пшеницы, который дает три укоса в сезон до 300—400 ц/га зеленой массы. Методами отдаленной гибридизации получена новая зерновая и кормовая культура — гибрид пшеницы и ржи. Этот гибрид, названный тритикале, сочетает в себе самые лучшие признаки пшеницы и ржи, давая высокие урожаи зерна и зеленой массы с высокими питательными свойствами. В растениеводстве нередко получают и полиплоидные растения, отличающиеся значительно крупными размерами, высокой урожайностью и более активным синтезом органических веществ.

Гетерозис по продуктивности гибрида (в центре), полученного от скрещивания двух различных линий кукурузы (рядом).

Микроорганизмы интенсивно используются в разнообразных технологических процессах. Продукты жизнедеятельности прокариот и эукариот с каждым годом все шире применяются в различных отраслях народного хозяйства. Ферментативная деятельность микроорганизмов, грибов и бактерий используется в хлебопечении, пивоварении, виноделии, приготовлении разнообразных молочных продуктов.

Семена пшеницы: А — диплоидный сорт (2п — 14 ), Б — тетраплоидный сорт (2п = 28).

← Животные, облетевшие вокруг луны Функции воды в клетке →

biologylife.ru

Достижения селекции | Биология

Достижения селекции растений

При создании новых форм культурных растений используется все разнообразие методов селекции. Однако основная роль в селекции культурных растений принадлежит мутациям, спонтанной и искусственной гибридизации между разными видами и полиплоидии. Особенно широко используется полиплоидия. Большинство культурных растений на Земле являются полиплоидами.

До XX века человечество использовало главным образом самопроизвольные естественные полиплоиды. Бурное развитие генетики в начале XX века позволило установить сущность полиплоидии и начать создание близких к природным новых типов полиплоидов растений, что обогатило их сортовое и качественное разнообразие. В подавляющем большинстве случаев полиплоидные типы значительно превосходят исходные диплоидные типы растений по многим ценным для человека признакам, так как у них довольно широко представлен гетерозис. В этом легко убедиться, если сравнить, например, массу одинакового количеcтва зерен (семян) у диплоидного и полиплоидного растений.

тетраплоидной; диплоидной Зерна ржи: 1 – тетраплоидной; 2 – диплоидной

Показанные на рисунке 1000 семян дикорастущей ржи весят 5–6 г, тогда как тетраплоидной – 40–50 и даже 60 г. Это свидетельствует о том, что не только масса семян, но и их размеры, запас питательных веществ (особенно количество и качество белков), уровень всхожести, а также размеры стебля, степень кущения, облиственности растений изменены человеком для удовлетворения своих потребностей.

Например, диплоидная пшеница малозначима для пищевой промышленности. Только гексаплоидная пшеница (Triticum aestivum) дает лучшие в мире урожаи. Диплоидные культурные сорта картофеля (Solanum stenotomum) с давних пор выращиваются в локальных районах (в Андах местными племенами индейцев), но только тетраплоидные формы (Solanum tuberosum и S. andigena) распространились по всему земному шару из-за их урожайности и высоких вкусовых качеств.

Клубни картофеля (Solanum stenotomum), возделываемого в Андах (Перу и Боливия) на очень больших высотах

Часто в селекции растений используется искусственная гибридизация и сопутствующее ей явление гетерозиса. Имеется много примеров успешного получения продуктивных сортов в результате преодоления бесплодности гибридов отдаленной межвидовой гибридизации. Например, отечественный генетик Г.Д. Карпеченко в 1926 году получил плодоносящий гибрид при скрещивании редьки с капустой. Преодоление бесплодия в этом эксперименте осуществлялось на основе метода полиплоидии (рис. 57).

Стручки и хромосомные наборы редьки, капусты и их гибрида Стручки и хромосомные наборы исходных форм: 1 – редьки; 2 – капусты; 3 – промежуточного гибрида; 4 – капустно-редечного гибрида

Академику Н.И. Цицину в 50-х годах ХХ века удалось создать межродовой гибрид пшеницы и пырея, что легло в основу формирования нового сорта пшеницы зерно-кормового свойства с большим урожаем зерна и огромной укосной массой кормовой соломы. Сходным образом получен гибрид пшеницы с рожью, названный тритикале (от латинского названия родителей: пшеницы – Triticum и ржи – Secale). С получением тритикале была решена одна из важнейших проблем селекции пшеницы – создание новых сортов с высокой морозостойкостью. Методом ступенчатой гибридизации, при которой повторно скрещиваются ранние поколения гибрида с другими гибридами и сортами, был получен ценнейший сорт яровой пшеницы Саратовская-29. Таким же способом П.П. Лукьяненко, используя для гибридизации географически и экологически отдаленные формы, получил один из лучших по продуктивности сорт озимой мягкой пшеницы Безостая-1.

Замечательные сорта озимой пшеницы создал академик В.Н. Ремесло (Мироновская-808, Юбилейная-50 и др.), а В.П. Пустовойт методами скрещивания и отбора создал на Кубани ценный сорт подсолнечника, семена которого содержат более 50 % масла. До этого семена самых высокомасличных сортов подсолнечника содержали не более 30–32 % масла.

Методами внутривидовой и отдаленной гибридизации и отбора отечественные селекционеры создали много морозостойких сортов плодовых и ягодных культур, чем обеспечили продвижение садоводства далеко на север нашей страны в районы рискованного земледелия.

Достижения селекции животных

С давних пор, не зная законов наследственности, но поняв, что от лучших производителей может быть и лучшее потомство, используя опыт разведения животных, человек стал сознательно осуществлять их отбор с заранее планируемой целью – получить у потомства те признаки и свойства, которые наиболее соответствуют его жизненным запросам. Этот сознательный (методический) искусственный отбор послужил началом селекции животных.

Все традиционные методы селекции и искусственный отбор находят применение в селекции животных. Благодаря своеобразию свойств животного организма селекция животных характеризуется некоторыми особенностями, которые обязательно учитываются селекционерами. Например, не используются самооплодотворение и вегетативное размножение. Селекция животных всегда связана с подбором племенных производителей по нужным человеку признакам. Для скрещивания большое значение имеет изучение генотипа производителей по их родословным, в которых учитываются все признаки их предков, интересующие селекционера. Как правило, число особей в потомстве невелико, поэтому каждый гибрид имеет большое значение для выявления новых признаков и свойств.

Важное значение имеет оценка отдельных частей тела животного – его экстерьера, потому как многие его свойства, например продуктивность (молочность, мясистость), связаны с определенным телосложением. Данное обстоятельство обязывает селекционеров особое внимание уделять корреляционной зависимости между отдельными признаками, то есть учитывать сцепленное наследование признаков.

Изменение тела свиньи в результате одомашнивания и селекции (в процентах показано соотношение массы передней и задней частей тела у типов разной специализации): 1 – дикий тип; 2 – одомашненный тип; 3 – крупный тяжелый (мясо-сальный) тип; 4 – мясной тип; 5 – современный мясной тип

При гибридизации животных особенно широко используются два типа скрещивания: близкородственное (инбридинг) и неродственное (аутбридинг).

Инбридинг увеличивает вероятность присутствия одних и тех же аллелей любых генов, что в селекции важно для сохранения признаков, ценных с хозяйственной точки зрения. Аутбридинг используется для повышения или сохранения определенной степени гетерозиготности особей.

В селекции животных для улучшения пород стали применять искусственное осеменение, играющее важную роль в животноводстве и рыбоводстве. Используется также метод увеличения потомства ценных животных- производителей, основанный на одновременном созревании нескольких яйцеклеток (при гормональной стимуляции – суперовуляции), которые извлекаются из матки самки после оплодотворения и пересаживаются приемным матерям менее ценных пород или менее продуктивным женским особям той же породы.С помощью мутагенов получают мутации стерильности, используемые далее в селекционных программах. Например, установлено, что самцы тутового шелкопряда дают коконы на 25–30 % более продуктивные, чем коконы самки (большая длина нити, целостность кокона, лучшая уложенность нити в коконе и пр.). Поэтому шелководы стремятся разводить преимущественно самцов. Как известно, у шелкопряда гетерогаметный пол – женский (XY), а гомогаметный – мужской (XX). С помощью индуцированного мутагенеза селекционерами выведена линия, у которой обе половые хромосомы несут летальные мутации. Поэтому самцы при скрещивании с любой здоровой самкой шелкопряда обеспечивают гибель всего женского потомства и сохранность мужского. В целях осуществления биологической борьбы таким же способом обрабатываются самцы некоторых насекомых – вредителей сельскохозяйственных культур и лесных растений.

Современные методы, основанные на знаниях генетики, обогатили практическую селекцию и раздвинули рамки возможностей создания новых домашних животных, обладающих свойствами, удовлетворяющими запросы человека.

Достижения селекции микроорганизмов

Микроорганизмы (или микробы) – это обобщенное название бактерий, микроскопических грибов и простейших. Все они играют важную роль в природе и в жизни человека. Они используются в разных областях промышленности (в производстве кормового белка, молочнокислых продуктов, антибиотиков, витаминов, аминокислот, ферментов, хлебопечении, виноделии и др.), в сельском хозяйстве (производство силоса), для биологической защиты растений и очистки сточных вод. Все это является стимулом развития промышленной микробиологии и интенсивной селекционной работы по созданию новых штаммов микроорганизмов с повышенной продуктивностью веществ, необходимых человеку.

Особенно широко и успешно в этом направлении используются искусственный (индуцированный) мутагенез и генная инженерия. Их применение обеспечило создание целого ряда высокопродуктивных штаммов микроорганизмов, продуцирующих витамины (например, витамины B2, B12), белки и аминокислоты намного эффективнее, чем их исходные формы. Использование метода обработки плесневых грибов – актиномицетов химическими и физическими мутагенами позволило получить различные антибиотики, широко применяемые в здравоохранении.

В селекции микроорганизмов применяются в основном те же методы, что и в селекции других живых существ. Но микроскопические размеры микроорганизмов обусловливают использование и других, биотехнологических методов селекции: целенаправленное создание новых комбинаций генетического материала, способного размножаться в клетке-хозяине и синтезировать конечные продукты обмена, которые человек использует для своих потребностей. Таким путем были получены инсулин, интерферон, гормон роста человека и другие важные биологически активные вещества.

blgy.ru

Достижения селекции

Вертьянов С. Ю.

Работы И. В. Мичурина (1855—1935)

Методы отдаленной гибридизации нашли наибольшее применение в селекции растений. Их широко использовал известный русский селекционер И. В. Мичурин. Для преодоления нескрещиваемости селекционер разработал специальные приемы.

Метод посредника

Нескрещиваемость двух видов Мичурин преодолевал с помощью третьего вида (посредника). Так, для скрещивания монгольского миндаля и культурного персика, Мичурин в качестве посредника использовал полудикий персик Давида. Сначала миндаль скрещивался с персиком Давида, а затем гибрид — с культурными сортами персика. Полученные сорта персика успешно плодоносят в средней полосе России.

Метод ментора

Для управления доминированием тех или иных признаков родителей гибриды прививались на ту родительскую форму, признаки которой желательно было развить. Родительское растение таким образом исполняло роль воспитателя, или ментора. Методом ментора был выведен гибрид американской яблони "бельфлер" и китайской яблони из Сибири — сорт "бельфлер-китайка". Скрещивание с воспитанием позволило вывести сорт груши "бере зимняя Мичурина". Исходными особями послужили уссурийская груша и южный сорт груши "бере рояль".

Мичурин получил гибриды вишни и черемухи, терна и сливы, яблони и груши, ежевики и малины, рябины и боярышника, персика и абрикоса, тыквы и дыни, дыни и арбуза. Большинство сортов Мичурина — сложные гетерозиготы. Для сохранения уникальных качеств их можно размножать только весьма непростым вегетативным путем: отводками и прививками. По этой причине сорта Мичурина не получили широкого распространения. Значение его работ было преувеличено; как пережитки минувшей эпохи звучат сегодня и мичуринские лозунги о том, что мы не можем ждать от природы милостей, а должны сами взять у нее все, что нам нужно.

Достижения селекции

За последнее столетие селекционеры добились поразительных успехов. Урожайность зерновых повысилась в 10 раз. В развитых странах получают до 100 ц/га пшеницы, риса, кукурузы. Новые сорта картофеля дают почти 1 000 ц/га — это в четыре раза выше урожая прежних сортов. Успехи наблюдаются и в селекции других культур.

Путем гибридизации географически отдаленных форм и отбора академик П. П. Лукьяненко получил высокопродуктивные сорта кубанской пшеницы "безостая 1", "аврора", "кавказ". Академик В. Н. Ремесло вывел замечательные морозоустойчивые сорта озимой пшеницы "мироновская 808", "юбилейная 50", "харьковская 63". В разных регионах России (в Сибири, Поволжье) и за рубежом широко используются сорта яровой пшеницы, полученные А. П. Шехурдиным и В. Н. Мамонтовой: "саратовская 29", "саратовская 36", "саратовская 210". Саратовские сорта занимают более половины посевных площадей яровой пшеницы. "Саратовская 29" обладает прекрасными технологическими свойствами и служит стандартом хлебопекарных качеств.

Академик В. С. Пустовойт на Кубани получил сорт подсолнечника, содержащий в семенах до 50—52 % масла.

Серьезная проблема связана с сохранением культурных форм: возделывание лишь отдельных сортов резко сокращает генофонд, снижает приспосабливаемость. При изменении климата или по другим причинам сорт может исчезнуть. При селекции высокомасличных сортов подсолнечника на Кубани оказались отобранными особи с тенденцией к позднему созреванию. Эта тенденция стала развиваться, подсолнечник созревал все позже и, наконец, перестал вызревать до дождей, начал гнить на полях. Восстановить культурные сорта оказалось делом не легким: к тому времени сорта В. С. Пустовойта сменили по всему миру все другие сорта подсолнечника.

Значительный вклад в селекцию новых пород животных внес отечественный селекционер М. Ф. Иванов. Им была выведена одна из самых продуктивных в мире пород шерстно-мясных тонкорунных овец — "асканийский рамбулье", высокопродуктивная порода свиней "украинская степная белая", мясомолочная "костромская" порода коров. Для получения "асканийского рамбулье" были скрещены лучшие представители украинских мериносов с "американскими рамбулье". В результате девятилетней селекционной работы по скрещиванию привезенного из Англии выдающегося производителя "крупной белой" породы с лучшими местными породами была получена порода "украинская степная белая", которая по весу, скороспелости, плодовитости и качеству продукции не уступает "крупной белой", но прекрасно переносит местные условия.

Гибридизация с дикими видами придает культурным формам устойчивость к условиям среды и невосприимчивость к болезням. Гибрид тонкорунных и грубошерстных овец с диким бараном архаром — архаромеринос — может использовать высокогорные пастбища, недоступные обычным овцам. Проведена гибридизация яка с крупным рогатым скотом. В результате успешного применения гетерозиса выводят бройлерных цыплят. Межродовый гибрид белуги со стерлядью — бестер — неприхотлив и может выращиваться в непроточных водоемах.

Селекция микроорганизмов направлена на создание генетических линий (штаммов), обеспечивающих максимальную производительность полезных веществ. Продукты жизнедеятельности бактерий и одноклеточных эукариот (водорослей, дрожжей и плесневых грибов) находят применение в различных областях промышленности и медицины. На деятельности микроорганизмов основано брожение теста, получение большинства молочных продуктов, квасов, виноделие, пивоварение, квашение капусты, кормовых добавок, а также производство лекарств и биологически активных соединений.

С целью увеличения эффективности селекции диапазон наследственной изменчивости исходных организмов иногда удается расширить с помощью мутагенеза. У бактерий набор хромосом гаплоидный, поэтому каждая мутация проявляется в фенотипе уже в первом поколении, облегчая отбор. Большая скорость размножения позволяет быстро получить значительное потомство. Полученные штаммы подвергают многократному отбору с пересевом на питательные среды и контролем на образование требуемого продукта.

Использование данной технологии позволяет получать штаммы значительно более продуктивные, чем природные формы. Так, получены плесневые грибы, продуцирующие в тысячи раз больше антибиотика, чем исходные формы. Новые штаммы микроорганизмов синтезируют в необходимых для человечества количествах витамины В1, В12, которые неспособны вырабатывать организмы животных и человека.

Вопросы учителя

1. Какие приемы селекции применял Мичурин?

2. Приведите примеры достижений селекционеров.

3. Чем опасно возделывание лишь отдельных сортов?

4. Чем полезны для человека микроорганизмы?

mirznanii.com

StudyPort.Ru - Достижения современной селекции

Содержание

Что такое селекция

Задачи современной селекции и её методы

Достижения современных селекционеров

Селекция НИИСХ “Элита”

Связь селекции с генетикой

1. Что такое селекция

Слово "селекция" произошло от лат. "selectio", что в переводе обозначает "выбор, отбор". Селекция – это наука, которая разрабатывает новые пути и методы получения сортов растений и их гибридов, пород животных. Это также и отрасль сельского хозяйства, занимающаяся выведением новых сортов и пород с нужными для человека свойствами: высокой продуктивностью, определенными качествами продукции, невосприимчивых к болезням, хорошо приспособленных к тем или иным условиям роста.

Селекция – искусственная эволюция, направляемая волей человека.

(По Н. И. Вавилову)

2. Задачи современной селекции и её методы

Основные методы, применяемые в селекции.

Основа любого сорта растений или породы животных - родоначальник. Его ценность состоит в накоплении в генотипе многих генов, обусловливающих высокую продуктивность или другие нужные качества. Потомство от выдающегося родоначальника, сходное с ним по фенотипу и генотипу составляет линии животных или растений. Они поддерживаются целенаправленным отбором. Особенно отбор применяется в животноводстве, где отбор производителей играет первостепенную роль в племенном деле. В народе говорят: "Производитель - половина стада".

Гибридизация

Гибридизацией называют скрещивание организмов с различной наследственностью. В результате получают новый организм, сочетающий наследственные задатки родителей. Для первого поколения гибридов часто характерен гетерозис. При гетерозисе при скрещивании организмов с разной наследственностью происходит биохимическое обогащение гибрида, у него усиливается обмен веществ. В последующих поколениях эффект гетерозиса постепенно затухает. У вегетативно размножаемых растений (картофель, плодовые и ягодные культуры) возможно закрепление гетерозиса в потомстве. Гибридизацию применяют для получения ценных форм растений и животных. Скрещивание особей, принадлежащих к разным видам, называют отдаленной гибридизацией, а скрещивание подвидов, сортов растений или пород животных - внутривидовой. В зоотехнии (наука о разведении, кормлении, содержании и правильном использовании сельскохозяйственных животных, теоретическая основа животноводства) различают собственно гибридизацию и межпородное скрещивание животных, потомство от которых называется помесным, помесями. Помеси легко скрещиваются между собой и дают потомство.

Процесс гибридизации, преимущественно естественной, наблюдали очень давно. Гибриды от скрещивания лошади с ослом (мул, лошак) существовали уже за 2000 лет до н.э. Искусственные гибриды (при скрещивании гвоздик) впервые получил английский садовод Т. Фэрчайлд в 1717 году. Большое число опытов по гибридизации провел Чарльз Дарвин.

Гибридизацию, особенно форм и сортов в пределах одного вида широко используют в селекции растений, с помощью метода гибридизации создано большинство современных сортов сельскохозяйственных культур.

Полиплоидия

В 1892 году русский ботаник И.И. Герасимов исследовал влияние температуры на клетки зеленой водоросли спирогиры и обнаружил удивительное явление - изменение числа ядер в клетке. После воздействия низкой температурой или снотворным (хлороформом и хлоралгидратом) он наблюдал появление клеток без ядер, а также с двумя ядрами. Первые вскоре погибали, а клетки с двумя ядрами успешно делились. При подсчете хромосом оказалось, что их вдвое больше, чем в обычных клетках. Так было открыто наследственное изменение, связанное с мутацией генотипа, т.е. всего набора хромосом в клетке. Оно получило название полиплоидии, а организмы с увеличенным числом хромосом – полиплоидов.

В природе хорошо отлажены механизмы, обеспечивающие сохранение постоянства генетического материала. Каждая материнская клетка при делении на две дочерние строго распределяет наследственное вещество поровну. При половом размножении новый организм образуется в результате слияния мужской и женской гаметы. Чтоб сохранилось постоянство хромосом у родителей и потомства, каждая гамета должна содержать половину числа хромосом обычной клетки. И в самом деле, происходит уменьшение в два раза числа хромосом, или, как назвали ученые редукционное деление клетки, при котором в каждую гамету попадает только одна из двух гомологичных хромосом. Итак, гамета содержит гаплоидный набор хромосом - т.е. по одной от каждой гомологичной пары. Все соматические клетки диплоидны. У них два набора хромосом, из которых один поступил от материнского организма, а другой от отцовского. Полиплоидия успешно используется в селекции.

Мутагенез

В 20-х годах стало развиваться мутационная генетика - учение о возникновении мутаций, т.е. таких изменений признаков организмов, которые передаются по наследству. Мутации возникают в половых клетках.

Советский ученый Н.И. Вавилов установил, что у родственных растений возникают сходные мутационные изменения, например у пшеницы в окраске колоса, остистости. Эта закономерность объясняется сходным составом генов в хромосомах родственных видов. Открытие Н.И. Вавилова получило название закона гомологических рядов. На основании его можно предвидеть появление тех или иных изменений у культурных растений.

Изменчивость организмов - одно из важнейших проявлений жизни. В природе не существует двух совершенно сходных особей. Различия обусловлены наследственными и внешними факторами. Поэтому изменчивость организмов выражается в двух формах: наследственной и модификационной. Внешний вид окружающих нас организмов - это результат сложного взаимодействия их наследственной основы и факторов окружающей среды. Каждое растение в разных условиях выглядит по-разному. Например, во влажный год у растений крупные, мясистые листья, а в засушливый - мелкие, тонкие. Если бы листья в сухих условиях оставались такими же крупными, избыточное испарение влаги привело бы к их гибели. Свойство организмов реагировать на изменение окружающей среды названо нормой реакции.

Модификационная изменчивость играет огромную роль в сохранении и распространении вида. Эволюция происходит за счет наследственных изменений, мутаций и рекомбинаций наследственных факторов.

У одного и того же организма стабильность генов различна: один ген может мутировать в несколько раз чаще другого. Различия в мутабельности отмечены не только между разными генами, но и разными формами вида. Склонность к мутированию не одинакова и у разных видов. На частоту мутирования оказывают влияние физиологические и биохимические изменения, происходящие в клетке под влиянием внешних условий. Под действием некоторых внешних факторов количество мутаций увеличивается в сотни раз.

Мутации появляются в клетках любых тканей многоклеточного организма. Если они возникли в половых клетках, их называют генеративными, в клетках других тканей тела соматическими. Ценность мутации различна, она обусловлена типом размножения организма. Генеративные мутации проявляются у зародышей следующего поколения, а соматические - только у той особи, у которой они возникли, и по наследству другому поколению не передаются.

Разновидность соматических мутаций у растений – почковые мутации, появляющиеся в меристемных клетках точки роста стебля. Развившийся из этой клетки побег полностью имеет мутантный признак. Раньше эти мутации называли спортами. Из такого спорта, обнаруженного у сорта яблони Антоновка могилевская белая, И.В. Мичурин получил известный сорт Антоновка шестисотграммовая. Многие лучшие американские сорта яблони также были созданы использованием почковых мутаций. Целый ряд ценных сортов картофеля также происходит из спонтанно возникших форм с соматическими мутациями.

К мутациям принято относить разного рода генетические преобразования, связанные с ядром и цитоплазмой клетки. Причиной мутации могут быть химические изменения гена, мелкие и крупные перестройки хромосом, изменение числа хромосом, а также изменения органелл цитоплазмы. Отсюда название разных типов мутаций. Генные или точковые мутации затрагивают изменения молекулярной структуры молекулы ДНК. Происходит замена или включение одной пары азотистых оснований, а также выпадении нескольких их пар. Результат действия генных мутаций - образование белка нового типа или отсутствие белка из-за препятствия его синтеза. Мутации, связанные с разрывами и перестройками хромосом, называют хромосомными.

Причиной возникновения мутаций в естественных условиях пока с полной достоверностью не установлены. Мутации проводимые искусственным путем происходят за счет воздействия радиацией, действием химических веществ.

Применение селекции

В сельском хозяйстве

В сельском хозяйстве нашей страны усиленно применяется селекция для вывода новых сортов растений. Благодаря ей удалось в десятки раз, по сравнению с 1917 годом повысить урожайность многих видов растений на единицу площади. Растения, выведенные нашими селекционерами успешно выращиваются не только в России, но и за ее пределами. Сорта интенсивного типа, выведенные П.П. Лукьяненко (Безостая-1, Аврора, Кавказ), В.Н. Ремесло (Мироновская-808,Мироновская юбилейная, Ильичевка и др.), с урожайностью в производственных условиях 50-100 ц с 1 га занимает в нашей стране и зарубежом миллионы гектаров.

В животноводстве

Благодаря работам советских селекционеров в животноводстве выведены ценные высокопродуктивные породы крупного рогатого скота - костромская, казахская белоголовая; овец - асканийская, красноярская, казахский архаромеринос и др. С помощью селекции получены каракульские овцы, дающие шкурки различной окраски. В птицеводстве созданы линии, используемые для получения скороспелых гибридов мясного (бройлеры) и яичного направлений. Усиливаются работы по селекции новых видов и пород животных, отвечающих требованиям индустриальных технологий животноводства. Совершенствуются племенные и продуктивные качества скота и птицы.

2. Достижения отечественных селекционеров

Сорт озимой пшеницы Бестужая 1 (интенсивного роста), выведенный П.П. Лукьяненко с сотрудниками Краснодарского института сельского хозяйства (методом гибридизации географически отдаленных форм и индивидуального отбора). Урожайность его в производственных условиях 40-50 ц с 1 га. Новые перспективные сорта Лукьяненко – Аврора и Кавказ – еще более продуктивны – 55-70 ц с 1 га. У распространенных сортов В.Н. Ремесло – Мироновская 808, Мироновская Юбилейная, Ильичевка – урожайность на сортоучастках превышает 100 ц с 1 га.

Из сортов яровой пшеницы наибольшую площадь – 26 млн. га – в 1974 г. (около 60% посевов культуры) занимали засухоустойчивые зерна сорта Саратовская 29, Саратовская 210, Саратовская 38 и др. Селекции НИИСХ Юго-Востока (А.П. Шехурдин, В.Н. Мамонтова) известны работы Цицина по отдаленной гибридизации злаков. Им впервые в мире получены пшенично-пырейные гибриды, многолетняя и зернокормовая пшеница. В селекции пшеницы особое внимание уделяется созданию высокоурожайных короткостебельных с комплексом полезных признаков сортов озимой и яровой пшеницы для условий орошаемого земледелия, гибридной пшеницы высокобелковых ржано-пшеничных амридиплоидов (тритикуле).

Достигнуты успехи и в селекции кукурузы. Созданы и районированы на больших площадях высокоурожайные гибриды. Буковинский 303 ТВ. Многие из них в полевых условиях дают 120-150 ц с 1 га зерна. М.Ш. Ходжиновым получены высоколизиновые гибриды (Краснодарский 303 ВЛ, Кубанский 4 ВЛ и др.)

4. Селекция института “Элита”

Научно-исследовательский ордена Трудового Красного знамени институт сельского хозяйства Юго-Востока организован в 1910 г.

В сеть института входит четыре опытных станции, государственное опытно-конструкторское бюро и девять опытно-производственных хозяйств. Институт располагает земельными угодьями площадью 110 тыс. га, на которых апробируются адаптивные системы земледелия, новые технологии возделывания и производятся семена высших репродукций районированных и новых сортов полевых культур селекции НИИСХ Юго-Востока в объеме более 50 тыс. тонн ежегодно.

В штате института – 327 человек. Научных сотрудников – 161, из них докторов наук – 13, кандидатов наук – 53.

Основные направления деятельности

Теоретические исследования по физиологии, генетике и биохимии засухо-, жаро- и морозоустойчивости полевых культур, генетике репродуктивных систем растений.
Усовершенствование биотехнологических методов селекции растений.
Селекция полевых культур, сочетающих высокую продуктивность, устойчивость к биотическим и абиотическим стрессорам и качество зерна.
Разработка научных основ адаптивно-ландшафтного земледелия и систем рационального использования почвенного плодородия.
Разработка низкозатратных, влагосберегающих и экологически безопасных технологий возделывания полевых культур, технических средств и систем защиты растений.
Улучшение пород сельскохозяйственных животных, адаптированных к суровым условиям юго-восточного региона России.

Результаты работы

В области фундаментальных исследований:

изучены закономерности адаптивности растений;
разработаны методы создания засухоустойчивых сортов полевых культур;
предложены методы использования клеточных технологий в селекции и семеноводстве;
созданы наборы анеуплодных и изогенных линий пшеницы, осуществлен перенос в пшеницу ценных чужеродных генов, изучены эффекты генов;
разработаны модели засухоустойчивых сортов пшеницы, дан физиологический анализ продукционного процесса в посевах пшеницы, усовершенствованы методы оценки сортов на потенциальную продуктивность и устойчивость к стрессорам в полевых условиях.

В области селекции:

Селекционерам института и опытных станций создано 315 сортов. На 200 год в Российский Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию, включено 103 сорта и гибрида, которые возделываются на десятках миллионов гектаров:

Озимая мягкая пшеница – Ершовская 10, Саратовская 90, Смуглянка, Саратовская остистая;

Яровая мягкая пшеница – Альбидум 188, Альбидум 28, Альбидум 29, Белянка, Ершовская 32, Л-503, Л-505, Прохоровка, Самсар, Саратовская 29,39,42,55,46,58,60,62,64,66, Юго-Восточная 2;

Яровая твердая пшеница – Валентина, Краснокутка 6,10, Людмила, Саратовская 57,59, Саратовская золотистая, Ник;

Озимая рожь – Саратовская 4,5,6,7, Саратовская крупнозерная;

Яровой ячмень – Нутанс 108,553,642;

Просо – Ильиновское, Саратовское 3,6,8,10;

Нут – краснокутский 28,36,123,195, Юбилейный, Заволжский;

Соя – Соер 1,3,4

Кукуруза – Белозерный 1МВ, Белозерка М, Мова и мн. др.

Подсолнечник – Саратовский 82,85, Скороспелый, Скороспелый 87, Степной 81, Юбилейный 75, ЮВС 2,3;

Сорго зерновое, Сорго сахарное, Люцерна, Эспарцет, Житняк и др.

В области животноводства:

Созданы заводские типы и линии овец цигайской и ставропольской пород, приспособленные к суровым условиям юго-востока. Ведутся исследования по улучшению генетической структуры стад крупного рогатого скота и свиней.

5. Связь селекции с генетикой

Теоретической основой селекции является генетика - наука о законах наследственности и изменчивости организмов и методах управления ими. Она изучает закономерности наследования признаков и свойств родительских форм, разрабатывает методы и приемы управления наследственностью. Применяя их на практике при выведении новых сортов растений и пород животных, человек получает нужные формы организмов, а также управляет их индивидуальным развитием - онтогенезом.

Основы современной генетики заложил чешский ученый Г. Мендель, который в 1865 году установил принцип дискретности, или прерывности, наследовании признаков и свойств организмов. В опытах с горохом исследователь показал, что признаки родительских растений при скрещивании не уничтожаются и не смешиваются а передаются потомству либо в форме, характерной для одного из родителей, либо в промежуточной форме, вновь проявляясь в последующих поколениях в определенных количественных соотношениях. Его опыты доказали также, что существуют материальные носители наследственности, в последствии названные генами. Они особые для каждого организма.

В начале двадцатого века американский биолог Т.Х. Морган обосновал хромосомную теорию наследственности, согласно которой

наследственные признаки определяются хромосомами - органоидами ядра всех клеток организма. Ученый доказал, что гены расположены среди хромосом линейно и что гены одной хромосомы сцеплены между собой. Признак обычно определяется парой хромосом. При образовании половых клеток парные хромосомы расходятся. Полный их набор восстанавливается в оплодотворенной клетке. Таким образом, новый организм получает хромосомы от обоих родителей, а с ними наследует те или иные признаки.

В двадцатых годах возникли и стали развиваться мутационная и популяционная генетики. Популяционная генетика это область генетики, которая изучает основные факторы эволюции - наследственность, изменчивость и отбор - в конкретных условиях внешней среды, популяции. Основателем этого направления был советский ученый С.С. Четвериков. Мутационную генетику мы рассмотрим параллельно с мутагенезом.

В 30-е годы генетик Н.К. Кольцов предположил, что хромосомы - это гигантские молекулы, предвосхитив тем самым появление нового направления в науке - молекулярной генетики.

Позднее было доказано, что хромосомы состоят из белка и молекул дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). В молекулах ДНК и заложена наследственная информация, программа синтеза белков, являющихся основой жизни на Земле.

Современная генетика развивается всесторонне. В ней много направлений. Выделяют генетику микроорганизмов, растений, животных и человека. Генетика тесно связана с другими биологическими науками - эволюционным учением, молекулярной биологией, биохимией. Она является теоретической основой селекции. На основе генетических исследований были разработаны методы получения гибридов кукурузы, подсолнечника, сахарной свеклы, огурца, а также гибридов и помесей животных, обладающих вследствие гетерозиса (гетерозис- это ускорение роста, увеличение размеров, повышение жизнеспособности и продуктивности гибридов первого поколения по сравнению с родительскими организмами) повышенной продуктивностью.

studyport.ru

Достижения селекции | Рефераты KM.RU

Вертьянов С. Ю.

Работы И. В. Мичурина (1855—1935)

Метод посредника

Метод ментора

Достижения селекции

Академик В. С. Пустовойт на Кубани получил сорт подсолнечника, содержащий в семенах до 50—52 % масла.

Вопросы учителя

1. Какие приемы селекции применял Мичурин?

2. Приведите примеры достижений селекционеров.

3. Чем опасно возделывание лишь отдельных сортов?

4. Чем полезны для человека микроорганизмы?

Список литературы

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта www.portal-slovo.ru/

Дата добавления: 28.04.2007

www.km.ru

Лекция. Селекция растений

План

1 Отбор.

2 Межлинейная гибридизация. Явление гетерозиса.

3 Полиплоидия и отдаленная гибридизация.

4 Достижения селекции растений.

Селекция растений направлена на выведение хозяйственно ценных сортов культурных растений. В селекции растений широко применяют методы отбора и гибридизации.

1. Отбор.В селекции растений в зависимости от особенностей их размножения применяют массовый и индивидуальный отбор. Массовый отбор применим к перекрестноопыляющимся растениям. Селекционеры работают с большой группой особей растений, обладающими желательными для человека свойствами. При этом массовый отбор не ведет к выделению однородного в генотипическом отношении материала, поскольку в популяциях перекрестноопыляющихся растений велик процент гетерозиготных особей. Многие современные сорта ржи, получившие широкое распространение, выведены методом массового отбора, например сорт Вятка. Сорт, выведенный данным методом, не является генетически однородным, и массовый отбор приходится периодически проводить заново, т.е. осуществлять так называемый многократный массовый отбор.

Индивидуальный отбор в отличие от метода массового отбора применим в селекционной работе с самоопыляющимися растениями. Этот метод используется в селекционной работе с такими злаками, как пшеница, ячмень, овес. Сущность индивидуального отбора заключается в выделении отдельных особей с необходимыми признаками и получение от них потомства. Потомство одной самоопыляющейся особи носит название чистой линии. Все особи чистой линии гомозиготны. Полученный в результате индивидуального отбора сорт состоит из одной или нескольких гомозиготных чистых линий.

Самоопыление повышает гомозиготность особей, способствует закреплению наследственных свойств. Но в целом это приводит к снижению жизнеспособности, к постепенному вырождению. Проблема заключается в том, что большинство мутаций рецессивны и вызывают неблагоприятные изменения на генном уровне. Однако со временем в чистых линиях в результате некоторых мутаций образуются гетерозиготные особи, у которых рецессивные мутации не проявляются.

Вегетативным путем возможно сохранение и размножение гетерозиготных форм. При половом размножении свойства сортов, состоящих из гетерозиготных особей, не сохраняются — в потомстве наблюдается расщепление признаков.

2. Межлинейная гибридизация. Явление гетерозиса.Селекционеры давно замечали, что при скрещивании друг с другом генетически отдаленных форм, нередко появляются особи, отличающиеся повышенной жизнестойкостью и высокими показателями урожайности — в 1,5 — 2 раза выше урожайности сорта. Такое явление получило название гетерозиса. Эффект гетерозиса, или гибридной силы, также проявляется при проведении перекрестного опыления между самоопыляющимися чистыми линиями. Этот метод получил название межлинейной гибридизации. По-видимому, в основе явления гетерозиса лежит высокая гетерозиготность гибридов. Во втором и последующих поколениях эффект гетерозиса снижается.

В селекционной работе обычно сочетают скрещивание и искусственный отбор. У самоопыляющихся форм отбор эффективен лишь до момента получения чистых линий. Сам по себе отбор в чистых линиях малорезультативен, поскольку генетическое разнообразие исходного материала невелико. В таких ситуациях наследственные изменения возможны лишь благодаря мутациям. Для изменения свойств чистой линии проводят гибридизацию, приводящую к ком-бинативной изменчивости. После этого отбор снова действует эффективно.

3. Полиплоидия и отдаленная гибридизация.Как вы уже знаете, многие культурные растения являются полиплоидами, т.е. содержат более двух гаплоидных наборов хромосом. Такие растения отличаются более крупными размерами, повышенной плодовитостью и высокой устойчивостью к заболеваниям и действию различных факторов окружающей среды.

Полиплоидами являются такие продовольственные культуры, как картофель, пшеница, овес. Для получения новых высокопродуктивных сортов культурных растений используют метод отдаленной гибридизации. Это скрещивание растений разных видов и даже родов. В результате отдаленной гибридизации могут быть получены совершенно новые формы культурных растений: известны гибриды ржи и пшеницы, пшеницы и злака эгилопс. У отдаленных гибридов обычно нарушен нормальный процесс созревания половых клеток.

Заметное морфологическое несходство родительских хромосом практически делает невозможным процесс их конъюгации, что приводит к нарушению хода мейоза. Еще большие нарушения наблюдаются, если родительские растения имеют различные диплоидные наборы хромосом. Все сказанное приводит к бесплодию отдаленных гибридов.

Проблему восстановления плодовитости отдаленных гибридов решил отечественный генетик Г.Д.Карпеченко, который в 1924 г. на основе полиплоидии получил капустно-редечный гибрид (рис. 2.17).

И капуста, и редька в диплоидном наборе имеют по 18 хромосом и по 9 в гаплоидном наборе. Но поскольку хромосомы капусты и редьки не могут конъюгировать друг с другом и процесс образования гамет нарушается, гибрид абсолютно бесплоден. Тогда Г. Д. Карпеченко добился удвоения числа хромосом гибрида (2« = 36). В полученном гибриде оказалось два полных диплоидных набора хромосом капусты и редьки. В подобной ситуации стал возможен мейоз, поскольку теперь у каждой хромосомы есть своя парная. Иными словами, «капустные» хромосомы конъюгировали между собой, а «редечные» — между собой. В гаметах было по одному гаплоидному набору капусты и редьки (9 + 9 = 18). При слиянии гамет образовалась зигота с 36 хромосомами (2п = 36). Полученный капустно-редечный гибрид оказался плодовитым. Он не расщепляется на родительские формы, поскольку хромосомы редьки и капусты всегда оказываются вместе. Стручки капустно-редечного гибрида являются чем-то средним между стручками капусты и редьки. Таким образом, было получено совершенно новое, неизвестное в природе растение.

4. Достижения селекции растений

Селекционная работа, проводимая на основе достижений генетики, направлена на создание новых и улучшение существующих сортов растений. В селекции используются методы гибридизации и отбора.

Работы И.В.Мичурина.Выдающийся русский селекционер И.В.Мичурин (1855—1935) на основе методов межсортовой и отдаленной гибридизации, искусственного отбора и воздействия факторами среды (температура, влажность) достиг крупных практических результатов в создании новых сортов плодово-ягодных культур. Ученый показал возможность управления доминированием. Если гибриды выращивать на хорошо удобренных почвах, то у них фор- мируются свойства более культурного высокопродуктивного сорта. Благодаря работам И.В.Мичурина многие южные сорта плодовых растений стали выращивать в средней полосе России. Например, яблоня Славянка была выведена в результате гибридизации Антоновки с южным сортом Ранет ананасный.

Много внимания И. В. Мичурин уделял скрещиванию географически удаленных форм и их внедрению в новые регионы. Так был создан сорт яблони Бельфлер-китайка (исходные формы: китайская яблоня из Сибири и Бельфлер желтый из Америки). От сибирской Китайки новый сорт унаследовал морозоустойчивость и стойкость к болезням, а от американской — высокие вкусовые качества. А знаменитый

сорт груши Бере зимняя Мичурина получен в результате скрещивания уссурийской груши и сорта из Франции Бере-рояль. При создании сорта Бельфлер-китайка был использован метод ментора. Суть метода в том, что признаки развивающегося гибрида изменяются под влиянием привоя или подвоя. Возможны два основных варианта. В первом варианте гибридный сеянец служит привоем и его прививают на взрослое плодоносящее растение (под? вой). Во втором случае гибридный сеянец сам выступает в качестве подвоя — к нему прививают черенок (ментор) от того сорта, признаки которого желательно получить у гибрида. В частности, для получения Бельфлер-китайки был использован второй вариант. В качестве ментора выступил сорт Бельфлер — он способствовал фенотипическому проявлению (доминированию) у гибрида генов от Бельфлера, не меняя при этом генотипа гибрида.

Методом отдаленной гибридизации И. В. Мичурин получил гибриды рябины и боярышника, сливы и терна, малины и ежевики. Созданные гибриды представляют собой сложные гетерозиготы, и для сохранения их свойств в потомстве гибриды размножают вегетативным путем — прививками, отводками и др.

Достижения в селекции зерновых культур.Для России основной зерновой культурой является пшеница. Известный отечественный селекционер академик Н. В.Цицин, используя метод отдаленной гибридизации и полиплоидизации, получил ценные сорта зерновых культур. Н.В.Цицин осуществил гибридизацию пшеницы и пырея. Полученные растения выдерживают морозы до -35 °С. А в результате гибридизации пшеницы с рожью была получена новая высокоурожайная кормовая и зерновая культура, названная тритикале (ТгШсит — пшеница и Secale — рожь). По урожайности,питательной ценности тритикале превосходит родительские формы.Целый ряд высокоурожайных сортов пшеницы был создан академиком П. П. Лу-кьяненко. Наиболее известен сорт пшеницы Безостая-1 (урожай до 50 ц/га). Урожайность сортов Аврора и Кавказ достигает 100 ц/га. Высокими хлебопекарными качествами отличается сорт пшеницы Саратовская 29, выведенный селекционерами А. П. Шехурдиным и В. Н. Мамонтовой.

Методом искусственного мутагенеза был выведен сорт яровой пшеницы Но-восибирская-67. Сорт был получен в результате облучения рентгеновскими лучами сорта Новосибирская-7. Новосибир-ская-67 отличается устойчивостью против полегания, высокой урожайностью и вкусовыми качествами (рис. 2.18). Высокой урожайностью и хорошей зимостойкостью обладают сорта сибирской озимой пшеницы Лютесценс-4 и Багратионовка. Эти сорта были созданы в Институте цитологии и генетики (г. Новосибирск).

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:

zdamsam.ru

Сведения об образовательной организации

Полезные ссылки

Безопасность

Противодействие коррупции

Доступная среда

Карта сайта

НСОКО

Достижение современной селекции. Достижения селекции растений

§ 53. Методы селекции и ее достижения

Достижение современной селекции

Достижения селекции | Биология

Достижения селекции растений

Достижения селекции животных

Достижения селекции микроорганизмов

Достижения селекции

StudyPort.Ru - Достижения современной селекции

Достижения селекции | Рефераты KM.RU

Лекция. Селекция растений

Смотрите также