Лекция. Селекция растений. Межлинейная гибридизация в селекции растений способствует
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
Дисциплина «Селекция растений»
Тестовые задания. 5курс, ф-т биологии
Выберите один верный ответ
1. Межлинейная гибридизация культурных растений приводит к:
1) сохранению прежней продуктивности;
2) выщеплению новых признаков;
3) повышению продуктивности;
4) закреплению признаков.
2. Аутбридинг — это:
1) скрещивание в пределах популяции;
2) скрещивание различных видов;
3) близкородственное скрещивание;
4) нет верного ответа.
3. Гибриды, возникающие при скрещивании различных видов:
1) отличаются бесплодностью;
2) отличаются повышенной плодовитостью;
3) дают плодовитое потомство при скрещивании с себе подобными;
4) всегда бывают женского пола.
4. Учение об исходном материале в селекции было разработано:
1) Ч. Дарвином; 2) Н.И. Вавиловым;
3) В.И. Вернадским; 4) К.А. Тимирязевым.
5. Центром происхождения культурных растений считаются районы, где:
1) обнаружено наибольшее число сортов данного вида;
2) обнаружена наибольшая плотность произрастания дикого вида;
3) данный вид впервые выращен человеком;
4) нет верного ответа.
6. Аутбридинг — это скрещивание между:
1) неродственными особями одного вида; 2) братьями и сестрами;
3) родителями и детьми; 4) нет верного ответа.
7. Близкородственное скрещивание применяют с целью:
1) поддержания полезных свойств организма;
2) усиления жизненной силы;
3) получения полиплоидных организмов;
4) закрепления ценных признаков.
8. Гетерозис наблюдается при:
1) близкородственном скрещивании;
2) скрещивании отдаленных линий;
3) вегетативном размножении;
4) искусственном оплодотворении.
9. К биологически отдаленной гибридизации относится скрещивание представителей:
1) контрастных природных зон; 3) разных родов;
2) географически отдаленных районов Земли; 4) верны все ответы.
10. В клеточной инженерии при гибридизации используют следующие клетки:
1) половые; 2) соматические;
3) недифференцированные эмбриональные; 4) все перечисленные;
11. Интродуцированный вид – это:
1) коренной вид данной территории;
2) вид, полученный в результате гибридизации;
3) вид, ранее широко распространенный на данной территории;
4) чужеродный вид, некоренной, несвойственный для данной территории, преднамеренно или случайно завезённый в результате человеческой деятельности;
12. Тритикале — гибрид пшеницы с рожью - результат:
1) внутривидовой гибридизации; 2) отдаленной гибридизации;
3) полиплоидизации; 4) инбридинга;
13. Центр происхождения таких растений, как виноград, олива, капуста, чечевица, находится в:
1) Восточной Азии; 2) Центральной Америке;
3) Южной Америке; 4) Средиземноморье;
14. Инбридинг - это:
1) скрещивание различных видов;
2) скрещивание близкородственных организмов;
3) скрещивание различных чистых линий;
4) увеличение числа хромосом у гибридной особи;
15. Центр происхождения кукурузы:
1) Абиссинский; 2) Центральноамериканский;
3) Южноазиатский; 4) Восточноазиатский;
16. Сорт огурцов представляет собой:
1) род; 2) вид;
3) природную популяцию; 4) искусственную популяцию;
17. Выдающийся отечественный ученый и селекционер, занимавшийся выведением новых сортов плодовых деревьев:
1) Н.И. Вавилов; 2) И.В. Мичурин;
3) Г.Д. Карпеченко; 4) B.C. Пустовойт;
18. Обработка картофеля колхицином ведет к:
1) полиплоидии; 3) гибридизации;
2) генным мутациям; 4) гетерозису;
19. Одним из эффектов, сопровождающих получение чистых линий в селекции, является:
1) гетерозис; 2) бесплодие потомства;
3) разнообразие потомства; 4) снижение жизнеспособности;
20. Разработать способы преодоления бесплодия межвидовых гибридов впервые удалось:
1) К.А. Тимирязеву; 2) И.В. Мичурину;
3) Г.Д. Карпеченко; 4) Н.И. Вавилову;
21. Однородную группу растений с хозяйственно-ценными признаками, созданную человеком, называют:
1) видом; 2) породой;
3) сортом; 4) штаммом;
22. «Эволюцией, направляемой волей человека», по выражению Н. Вавилова, можно назвать:
1) получение модификационных изменений;
2) выведение новых пород и сортов;
3) естественный отбор;
4) направленные изменения окружающей среды;
23. Центр происхождения картофеля:
1) Южно-американский; 2) Южно-азиатский тропический;
3) Средиземноморский; 4) Среднеамериканский;
24. Многообразие сортов семечковых культур является результатом:
1) естественного отбора; 2) искусственного отбора;
3) мутационного процесса; 4) модификационной изменчивости;
25. При получении чистых линий у растений снижается жизнеспособность особей, так как
1) рецессивные мутации переходят в гетерозиготное состояние;
2) увеличивается число доминантных мутаций;
3) рецессивные мутации становятся доминантными;
4) рецессивные мутации переходят в гомозиготное состояние;
26. Получением гибридов на основе соединения клеток разных организмов с применением специальных методов занимается
1) клеточная инженерия; 2) микробиология;
3) систематика; 4) физиология;
27. Отрасль хозяйства, которая производит различные вещества на основе использования микроорганизмов, клеток и тканей других организмов:
1) бионика; 2) биотехнология;
3) цитология; 4) микробиология;
28. Выделением из ДНК какого-либо организма определенного гена или группы генов, включением его в ДНК вируса, способного проникать в бактериальную клетку, с тем чтобы она синтезировала нужный фермент или другое вещество, занимается
1) клеточная инженерия; 2) генная инженерия;
3) селекция растений; 4) селекция животных;
29. Чистая линия – это:
1) порода;
2) группа генетически однородных организмов;
3) сорт;
4) особи, полученные под воздействием мутагенных факторов;
30. Межлинейная гибридизация в селекции растений приводит к:
1) проявлению у гибридов эффекта гетерозиса;
2) снижению жизнеспособности;
3) получению новых чистых линий для дальнейшего скрещивания;
4) появлению гомозиготных гибридов, используемых для массового отбора;
31. Теоретической основой селекции является:
1) биотехнология; 2) мутационная теория;
3) генетика; 4) эволюционное учение;
32. Кастрация при гибридизации подразумевает удаление:
1) бутонов; 2) пыльников;
3) лепестков; 4) пестика;
33. Установите порядок действий при гибридизации:
1) удаление пыльников;
2) установка изолятора;
3) подбор исходных форм;
4) опыление;
5) учет цветков;
34. Гены, обеспечивающие моногенную устойчивость к парше:
1) Vf, Vm; 2) Pc;
3) Gb; 4) Со;
35. Установите соответствия:
1) мягкая пшеница;
2) твердая пшеница;
А) разводят в областях с достаточно сухим климатом;
В) выращивают в регионах с гарантированным увлажнением;
С) сорта делят на краснозерные и белозерные;
D) представлена озимыми и яровыми сортами;
Е) представлена яровыми сортами;
F) характеризуется легким обмолотом;
36. Получение искусственных мутаций при использовании мутагенов называется
1) Гетерозис 2) Гибридизация
3) Мутагенез 4) Полиплоидия
37. Методы, не используемые в селекции
1) гибридизация 2) полиплоидизация
3) естественный отбор 4) индуцированный мутагенез
38. Гетерозис
1) Проявление положительных признаков у гибридов первого поколения
2) Скрещивание особей разных видов
3) Скрещивание особей с заранее неизвестным генотипом
4) Увеличение числа мутаций у гибридов первого поколения
39. Для гетерозисных организмов характерны
1) Их превосходство над родительскими формами
2) Ухудшение свойств по сравнению с родителями
3) Повышение продуктивности животных
4) Понижение урожайности растений
40. Отдаленная гибридизация может осуществляться между организмами
1) Разных классов 2) Разных видов
3) Одного вида 4) Разных царств
1-3
2-2
3-1
4-2
5-2
6-1
7-4
8-2
9-3
10-2
11-4
12-2
13-4
14-2
15-2
16-4
17-2
18-1
19-4
20-3
21-3
22-2
23-1
24-2
25-4
26-1
27-2
28-2
29-2
30-1
31-3
32-2
33-3 5 1 4 2
34-1
35-1В С D F
2А Е
36-3
37-3
38-1
39-1
40-2
poisk-ru.ru
Основы селекции
- Главная
- УЧЕБНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
- Биология как наука об общих закономерностях живого
- Основы науки о клетке
- Биология как наука об общих закономерностях живого
- Клетка и ее химический состав
- Нуклеиновые кислоты
- Строение и функции клетки
- Обмен веществ и превращение энергии в клетке
- Воспроизведение клеток
- Организм как биологическая система
- Свойства и структурная организация живых организмов
- Питание организмов. Пищеварение
- Размножение организмов. Общая характеристика
- Основы генетики
- Генетика как наука
- Закономерности наследования признаков
- Взаимодействие генов
- Генетика пола
- Изменчивость
- Основы селекции
- Эволюционная теория
- Развитие эволюционных представлений
- Современная теория эволюции
- Вид и видообразование
- Макроэволюция
- Основные этапы эволюции живого мира
- Происхождение человека
- Экология и биосфера
- Экология как наука
- Среда обитания и экологические факторы
- Влияние абиотических факторов на живые организмы
- Влияние биотических факторов на живые организмы
- Экологическая характеристика популяции
- Биоценоз, биогеоценоз, экосистема
- Биосфера
- Влияние человека на биосферу
- Вирусы
- Вирусы
- Бактерии
- Бактерии
- Протисты
- Протисты
- Грибы
- Грибы
- Лишайники
- Лишайники
- Растения
- Общая характеристика растений
- Водоросли
- Общая характеристика высших растений
- Ткани высших растений
- Органы высших растений
- Транспорт веществ, газообмен, выделение
- Размножение растений
- Краткая характеристика некоторых отделов высших растений
- Животные
- Общая характеристика животных
- Ткани животных и человека
- Органы животных и человека
- Индивидуальное развитие животных
- Характеристика некоторых типов животных
- Основные принципы систематики
- Основные принципы систематики живых организмов
- Биология человека
- Общие положения
- Регуляция физиологических функций
- Эндокринная система
- Нервная система человека
- Опорно-двигательный аппарат
esculappro.ru
