Гибридизация, скрещивание растений. Скрещивание растений

Гибридизация, скрещивание растений - Легкое дело

Мы расскажем, как скрестить между собой два сорта одного вида растения – этот метод называется гибридизацией. Пусть это будут растения разных окрасок или отличающиеся формой лепестков, листьев. Или, возможно, они будут отличаться сроками цветения или требованиями к внешним условиям?

Выбирайте растения, которые быстро зацветают, чтобы ускорить ход эксперимента. Лучше также для начала выбирать неприхотливые цветы – например, наперстянки, календулы или дельфиниумы.

Ход эксперимента и дневник наблюдений

Для начала сформулируйте свои цели – что вы хотите получить от эксперимента. Какие желаемые признаки должны быть у новых сортов?

Заведите тетрадь-дневник, куда вы запишете цели и будете фиксировать ход эксперимента от начала и до конца.

Строение цветка

В нашей статье в качестве примера будет рассматриваться цветок морозника. его вы видите на схеме и на фотографиях.

Внешний вид цветов у разных растений может значительно отличаться, однако строение цветков в основном одинаково.

Опыление цветка

1. Начните с выбора двух растений. Одно будет опылителем. а другое – семенным растением. Выбирайте здоровые и крепкие растения.

2. Внимательно следите за семенным растением. Выберите нераспустившийся бутон, с которым будете проводить все манипуляции, пометьте его. Кроме того, его придется изолировать еще до открытия – завязав его в полотняный светлый мешочек. Как только цветок начнет открываться, срежьте у него все тычинки во избежание случайного опыления.

3. Как только цветок семенного растения полностью раскроется, перенесите на него пыльцу с растения-опылителя. Пыльцу можно перенести с помощью ватной палочки, кисточки, или вырвав тычинки цветка-опылителя и поднеся их непосредственно к семенному. Пыльцу наносите на рыльце пестика цветка семенного растения.

4. Наденьте на цветок семенного растения полотняный мешочек. Не забудьте сделать необходимые отметки в дневнике наблюдений – о времени опыления.

5. Чтобы подстраховаться, через некоторое время повторите операцию с опылением – например, через пару дней (зависит от сроков цветения).

Выберите два цветка – один будет служить опылителем, другое растение станет семенным.

Сразу, как только цветок семенного растения распустится, срежьте у него все тычинки.

Нанесите пыльцу, взятую с цветка-опылителя, на пестик цветка семенного растения.

Опыленный цветок обязательно следует пометить.

Получение гибридов

1. Если опыление прошло удачно. то вскоре цветок начнет вянуть, а завязь будет увеличиваться. Не снимайте мешочек с растения, пока не созреют семена.

2. Полученные семена высаживайте как на рассаду. Когда получите молодые растения-гибриды. то выделите им отдельное место в саду или пересадите их в ящики.

3. Теперь дождитесь цветения гибридов. Не забывайте описывать все наблюдения в дневнике. Среди первого, да и второго поколения, могут быть цветы точь-в-точь повторяющие родительские свойства без изменений. Такие экземпляры забраковывают сразу. Сверьтесь со своими целями и отберите среди полученных новых растений те, которые максимально подходят под нужные признаки. Можете опылить их также вручную, либо изолируйте их.

Цветок семенного растения следует защищать мешочком из текстиля.

Когда получите семена, высаживайте их на рассаду. Молодые растения разместите в ящиках.

Внимательно следите за своим новым гибридом, записывайте в дневник свои наблюдения.

Если вы решили заниматься выведением новых сортов всерьез, то вам будет необходим совет специалиста-селекционера. Дело в том, что вам нужно будет выяснить, действительно ли вы вывели новый сорт или идете уже проторенной кем-то дорожкой. Конкуренция в области создания новых сортов очень высока.

Тем же, кто решил поэкспериментировать с гибридизацией в качестве домашнего хобби, мы желаем получить от этого занятия море удовольствия, сделать множество радостных открытий и подарить наконец всем своим друзьям-садоводам новый сорт какого-нибудь чудесного цветка, названный своим именем.

http://flowers.cveti-sadi.ru

legkoe-delo.ru

Гибридизация и ее категории в селекции растений

В селекции растений на устойчивость к вредным организмам за последние 30—50 лет широко начала использоваться гибридизация, или скрещивание между собой двух и более сортов, различающихся по генетической основе.

При гибридизации в гибридных формах растений сочетаются многие хозяйственно ценные признаки с наследственно закрепленными признаками устойчивости к вредным организмам.

Различают спонтанную (естественную) и искусственную гибридизацию. Естественная гибридизация самостоятельно осуществляется в природе, а искусственная — применяется человеком и является эффективным методом селекции растений. Искусственная гибридизация проводится с целью получения потомства с новой комбинацией генетически обусловленных признаков. Гибридизация позволяет селекционеру объединять ряд форм устойчивости к отдельным вредным видам или к разным видам вредителей и болезней в одном сорте. При подборе пар для гибридизации теоретической основой служат менделевские правила наследования искомых признаков. Все гибридные растения в первом поколении (F1) генетически идентичны, но они гомозиготны или гетерозиготны по отдельным генам устойчивости, что зависит от генетической структуры родителей. Расщепление этих признаков происходит. во втором (F2) И последующих поколениях. Поэтому при селекции отбираются из гибридной популяции растения второго поколения, характеризующиеся большей степенью выраженности у них устойчивости к вредным организмам и других хозяйственно ценных признаков.

Различают несколько категорий гибридизации: внутривидовую, межвидовую и межродовую.

Внутривидовые скрещивания — это скрещивания форм растений, относящихся к одному виду (подвидов, сортов, линий, клонов). При селекции растений к вредным организмам методом внутривидовых скрещиваний используются выявленные внутри данного вида высокоустойчивые формы растений. При выборе доноров устойчивости к вредителям необходимо, чтобы растения по возможности сочетали в себе признаки, относящиеся ко всем трем известным группам устойчивости (отвергание, антибиоз и выносливость).

При осуществлении внутривидовых скрещиваний не возникает барьеров несовместимости между разными формами растений. Скрещивания проводятся успешно, и гибридные потомства характеризуются достаточно высокой фертильностью.

В зависимости от целей селекции и специфики той или иной культуры создаются различного типа гибриды — простые и более сложные. Простыми называются гибриды, полученные от скрещивания двух различающихся между собой по генотипу форм растений; сложными — гибриды, полученные от участия в скрещивании более двух генетически отличающихся форм растений. Среди простых гибридов различают межсортовые, межлинейные и сортолинейные, а среди сложных гибридов — двойные, трех- и четырехлинейные.

Для создания перечисленных и других внутривидовых гибридов, устойчивых к вредителям и возбудителям заболеваний, используются различные методы гибридизации. При выборе этих методов необходимо учитывать закономерности наследования признаков устойчивости, а также насколько признаки устойчивости сцеплены с другими интересующими селекционера признаками. Изучение характера наследования признаков устойчивости, равно как и других, осуществляется с помощью диаллельных скрещиваний.

Диаллельные скрещивания — это такая система скрещиваний, при которой изучаемая пара линий или сортов скрещивается между собой во всех возможных комбинациях (полные диаллельные скрещивания) или только в части комбинаций (неполные диаллельные скрещивания). Неполными диаллельными скрещиваниями называются такие случаи, когда материнская форма скрещивается только с частью отцовских форм. При этом разные отцовские формы участвуют в скрещиваниях с разными материнскими. Таким методом обычно определяется характер наследования устойчивости к кукурузному мотыльку у гибридов кукурузы.

В селекционной программе по созданию устойчивых к кукурузному мотыльку сортов кукурузы основными способами селекции и оценки селекционного материала были:

1. самоопыление исходных форм;
2. оценка полученных таким образом самоопыленных линий;
3. скрещивание неродственных особей этих линий для со-здания основной популяции из гибридов полученного типа.

В полученной гибридной популяции растения вновь подвергались самоопылению, что обеспечило материалом очередной цикл периодического отбора. Таким путем были получены весьма положительные результаты. Так, если в первом цикле периодического отбора лишь 4 самоопыленные линии были отнесены к классу устойчивых к вредителю, то во втором цикле отбора их количество составило уже около 50 %, а в третьем цикле достигло 65 % (L. Penny и др., 1967).

Таким образом, двух циклов периодического отбора было достаточно, чтобы эффективно перераспределить гены устойчивости в нужном направлении. После же трех циклов все исходные сорта кукурузы существенно повысили устойчивость к кукурузному мотыльку. Устойчивость самоопыленной линии В52 к F1 вредителя доминантна и хорошо передается по наследству.

В тех случаях, когда в результате скрещивания в потомстве гибридов устойчивость к вредным организмам проявляется недостаточно или она сцеплена с нежелательными признаками, используются специальные методы селекции, такие, как обратные, насыщающие и поглотительные скрещивания, а также ступенчатая гибридизация.

Насыщающими называют многократные возвратные скрещивания гибридов с одной из родительских форм, несущей признаки устойчивости. В качестве материнской формы исходного гибрида берется форма, от которой гибриду желательно передать признаки устойчивости. В результате многократно повторяющихся насыщающих скрещиваний происходит насыщение цитоплазмы материнской формы, а доля отцовского ядерного материала в гибриде увеличивается. Такие скрещивания называются поглотительными. После шестого цикла скрещиваний доля отцовского ядерного материала в таких гибридах составляет 99,2 %, а материнская ядерная наследственность почти полностью вытесняется отцовской.

В целях последовательного включения в гибридизацию нескольких форм растений и создания хорошо сбалансированных гибридов, сочетающих в себе устойчивость и другие хозяйственно ценные признаки, проводятся ступенчатые скрещивания. Гибриды, полученные в результате первого этапа селекции, в последующих поколениях могут ступенчато скрещиваться с другими формами. Ступенчатая селекция обычно продолжается до завершения совмещения в одном гибриде комплекса положительных признаков, ранее рассеянных во многих формах растений, каждая из которых в отдельности характеризовалась теми или иными негативными свойствами.

В последние годы путем сложной ступенчатой гибридизации во многих штатах США создано большое число сортов озимой пшеницы, устойчивых к гессенской мухе (Knox, Monon и др.).

Первым отечественным гибридным сортом озимой пшеницы, устойчивым к гессенской мухе, был сорт Одесская 13. Он был получен от скрещивания Эритроспермум 7623/1 с Лютесценс 62. Оба родителя характеризуются отсутствием опушенности листьев в фазе кущения, антибиотическим воздействием на личинок. Сорту Лютесценс 62 присуща также высокая выносливость растений к повреждениям.

Позднее в лесостепной зоне Украины была создана большая группа устойчивых к гессенской мухе сортов озимой пшеницы с участием американского сорта Ковейл, обладающего многими факторами устойчивости. К этим сортам, широко районированным в прошлом, относятся Белоцерковская 198, Белоцерковская 23, Веселоподолянская 485, Веселоподолянская 499 и др.

В результате скрещивания сортов Отечественная и Артемовка был получен сорт яровой пшеницы Коллективная с групповой устойчивостью к гессенской и шведской мухам. Характерно, что в генетической основе сортов Отечественная и Артемовка лежат сорта, которым присущи разные факторы устойчивости к этим вредителям.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

www.activestudy.info

Гибридизация растений | AgroCounsel

ГИБРИДИЗАЦИЯ РАСТЕНИЙ

Гибридизация — основной метод селекции растений. Гибрид (от латинского hybrid— помесь) получают от скрещивания двух растений, относящихся к разным разновидностям, сортам, видам и родам. При слиянии половых клеток — гамет—получается зигота, дающая начало гибридному организму.

Успех работы при гибридизации зависит от подбора родительских пар для скрещивания. Их подбирают по разным показателям: по экологическому признаку, по продуктивности и др.

Гетерозис. У гибридов первого поколения наблюдается повышение урожайности и мощности растения. Это явление названо гетерозисом. Для использования его в практике сельского хозяйства разработана методика получения гибридов полевых у овощных и плодовых культур. Различают гибриды внутривидовые, межвидовые и межродовые. К внутривидовым относят гибриды, полученные в результате переопыления особей в пределах одного ботанического вида (межсортовые, сортолинейные, трехлинейные и двойные межлинейные).

Межсортовые гибриды являются результатом скрещивания двух сортов. В селекции кукурузы чаще применяют сортолинейные и двойные межлинейные гибриды. Линией  называют потомство одного самоопыленного растения. Самоопыленные линии, полученные принудительно у перекрестников, называют инцухт-линиями. От скрещивания сорта с линией получают сортолинейный гибрид. Межлинейные гибриды — результат скрещивания двух линий. Наиболее урожайными являются двойные межлинейные гибриды, полученные от скрещивания простых межлинейных гибридов. Наиболее распространены двойные межлинейные гибриды ВИР 42МВ, ВИР 25ТВ, ВИР 156ТВ и др. Гибридные семена выращивают ежегодно (гетерозис проявляется в первом поколении гибридов).

Для удешевления производства гибридных семян кукурузы в настоящее время используют цитоплазматическую мужскую стерильность пыльцы. В качестве материнских растений отбирают формы, дающие стерильную (бесплодную) пыльцу. При этом отпадает необходимость ручного обламывания метелок на материнских растениях на участках гибридизации. В качестве отцовских форм отбирают растения, обладающие способностью восстанавливать фертильность (плодовитость) пыльцы у полученных гибридов.

Получение межвидовых и межродовых гибридов относят к отдаленной гибридизации. Этот раздел современной биологии является важным и перспективным в деле создания более продуктивных, устойчивых к болезням и вредителям форм растений, менее прихотливых к условиям выращивания.

В сельскохозяйственной практике используется немногим более одного процента существующих в природе цветковых растений. Среди дикой флоры есть много ценных форм, пригодных как исходный материал в селекции при отдаленной гибридизации. Трудность получения отдаленных гибридов заключается или в нескрещиваемости отдельных видов, или в получении стерильного (неплодовитого) потомства. И. В. Мичурин при работе с плодово-ягодными культурами доказал возможность создания ценных форм путем отдаленной гибридизации. Он создал сотни сортов плодовых, ягодных и декоративных растений, применив впервые в истории межвидовые скрещивания (предварительное вегетативное сближение, опыление смесью пыльцы, стимуляция деятельности рылец). Для преодоления бесплодия отдаленных гибридов И. В. Мичурин применял метод ментора (воспитания).

Коллективом ученых под руководством академика Н. В. Цицина разработаны биологические основы селекции новых сортов пшеницы и ржи при скрещивании их с дикими растениями рода Elymus (колосняк) и Аgropyrum (пырей). В результате созданы однолетние озимые и яровые пшенично-пырейные.

Полиплоиды—это новые формы растений, имеющие кратное увеличение гаплоидного числа хромосом исходного образца (более 2). Получают их при обработке семян и растений раствором колхицина. Для сахарной свеклы мяты перечной и арбуза перспективны триплоидные формы; для клевера, райграса, ржи, гречихи — тетраплоидные.

Во всех странах используют триплоиды сахарной свеклы, которые получают при скрещивании тетраплоидов и диплоидов.

Мутации вызываются физическими факторами (нейтроны, альфа-частицы, гамма-лучи и др.) и химическими мутагенами (этиленимин, диэтилсульфат, сдиметилсульфат, нитрозоэтил мочевин а и др.)- Возникают они в результате перестройки хромосомного аппарата или изменений гена. В селекции применяют скрещивание мутантов, имеющих ценные, но неодинаковые признаки. Такие мутанты получены у ячменя, овса, гречихи, многолетних трав, хлопчатника, подсолнечника, гороха и других культур.

Селекция иммунных сортов. Значительный ущерб (ежегодно в среднем 20% во всех странах мира) урожаю всех сельскохозяйственных культур и его качеству наносят различные болезни и вредители. Самый радикальный и экономически наиболее выгодный метод борьбы с вредителями и болезнями — выведение иммунных, невосприимчивых к ним сортов растений (особенно с комплексной устойчивостью к ряду заболеваний). Важное практическое значение при этом имеет гибридизация с использованием в качестве исходного материалу местных и селекционных сортов, устойчивых к болезням и вредителям.

www.agrocounsel.ru

СЕЛЕКЦИЯ | Энциклопедия Кругосвет

СЕЛЕКЦИЯ, скрещивание и размножение растений и животных под контролем человека, обычно с целью улучшения сорта или породы. Улучшение может касаться как внешнего облика, так и различных аспектов продуктивности или возможности использования организма. Как растения, так и животные могут изменяться в направлениях, соответствующих интересам человека. Улучшаемый вид можно рассматривать как своего рода механизм, на основе которого разрабатывают новую модель, более пригодную для конкретной цели или дающую более широкие перспективы для дальнейшего развития.

Особенности организма зависят от его наследственности и окружающей среды. Каждое растение или животное обладает известным генетическим потенциалом, передающимся в поколениях. Врожденный потенциал реализуется в той мере, в какой этому способствуют питание, температура, рельеф местности, почва, ветры и т.п. Таким образом, конечный урожай или продукт определяется особым сочетанием наследственных и средовых факторов, действию которых подвергался данный организм в течение всей своей жизни.

Селекция осложняется тем, что степень воздействия наследственности на развитие разных признаков или свойств неодинакова. Долю общей изменчивости признака, обусловленную наследственностью, называют его наследуемостью. Она бывает высокой (40–80%), средней (20–40%) или низкой (0–20%). Эти цифры позволяют судить о том, насколько быстро удастся изменить организмы, проводя селекцию по данному признаку.

В тех немногих случаях, когда признак контролируется одной или всего несколькими парами генов, селекционер может довольно быстро изменить набор генов (генофонд) популяции, получив желаемый результат. Однако большинство признаков, особенно имеющих экономическое значение (например, скорость роста животных или урожайность растений), контролируется большим числом генных пар, поэтому передача их в поколениях определяется многими случайностями и добиться изменения соответствующих параметров организмов намного сложнее.

Искусственный отбор.

Главный метод селекционера – это отбор, т.е. тщательный выбор родительских особей для скрещивания. Такой отбор проводится в каждом поколении. Селекция эффективна в тех случаях, когда изменчивость по улучшаемым признакам достаточно велика, и можно отобрать особей, у которых они явно отклоняются в нужную сторону от средних значений. Кроме того, желаемый признак необходимо достаточно точно измерять или оценивать. Если необходимо добиться быстрых результатов, то наследуемость признака должна быть не ниже средней. По признакам с низкой наследуемостью селекцию обычно не проводят, за исключением тех случаев, когда они так важны, что даже небольшое их улучшение принесет большую пользу.

Другие факторы.

Успех селекции сильно зависит еще от трех факторов: числа отбираемых признаков, времени генерации, т.е. скорости смены поколений, и числа потомков от каждого спаривания. Максимальный успех возможен при работе с одним или двумя признаками. Что касается времени генерации, то, например, хвойные деревья растут очень медленно; должно пройти немало лет, прежде чем на них появятся шишки. Однако каждое зрелое дерево дает много шишек, а каждая шишка – много семян. И напротив, ячменю или пшенице достаточно несколько недель, чтобы достигнуть зрелости, и в теплице можно получить 2–3 их поколения в год. Однако, хотя и у этих видов бывают растения с шестью и более колосками, число семян на каждом экземпляре гораздо меньше, чем на дереве. Тем не менее селекция лесных пород сопряжена с дорогостоящими и длительными программами, которые дают ощутимые результаты лишь спустя много лет, тогда как новые сорта ячменя можно вывести за 3–4 года при относительно небольших затратах.

Методы селекции.

Селекционеры пользуются в своей работе разными методами. Один из них состоит в том, чтобы оценить на глаз популяцию животных и просто выбрать особей с нужными признаками. Это называется отбором по фенотипу. На выставках животных в большинстве случаев оценивают именно их фенотип. Другой метод – отбор по родословной, при котором учитываются данные о предках конкретного организма.

Инбридинг и линейное разведение.

Инбридингом называют скрещивание между особями, связанными близким родством. Спаривание брата с сестрой, отца с дочерью, матери с сыном у животных или самоопыление у растений позволяют быстро получить линию с высокой степенью «инбредности». Инбридинг обычно служит для «закрепления», т.е. стабилизации в поколениях определенных признаков, а значит, создания ясно отличающихся от прочих пород, сортов, штаммов или линий организмов. Интенсивный инбридинг применяется главным образом у растений (например у кукурузы), домашней птицы и свиней. Полученные инбреные линии затем используют для кроссбридинга (метизации) и межлинейных скрещиваний. В инбредных популяциях особи обычно мельче, слабее и менее плодовиты, чем в среднем у данного вида. Однако потомки от скрещиваний между такими линиями превосходят родителей по этим признакам.

Инбридинг повышает гомозиготность (количество генов, представленных двумя идентичными аллелями). К сожалению, любая популяция растений и животных содержит нежелательные рецессивные, т.е. скрытые, признаки, которые могут проявиться в гомозиготном состоянии у инбредных потомков. В связи с этим использовать инбридинг надо весьма осмотрительно. Обычно сначала проводят близкородственные скрещивания на протяжении нескольких поколений, а затем прибегают к скрещиванию с далекими генетически особями (аутбридингу). Аутбридинг повышает гетерозиготность (количество генов, представленных неодинаковыми аллелями), снижая вероятность проявления и «закрепления» нежелательных рецессивных генов. См. также НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ.

Линейное разведение означает скрещивание для повышения степени родства с конкретными индивидами. Обычно в нем участвуют особи, происходящие от одного достаточно далекого предка-рекордсмена.

Кроссбридинг и межлинейные скрещивания.

Кроссбридингом называют скрещивания между особями, относящимися к разным породам и даже видам. Например, скрещивая ослов с лошадьми, получают мулов и лошаков; бизонов с коровами – коровобизонов; пшеницу с рожью – тритикале. Межвидовые скрещивания далеко не всегда приводят к появлению потомства. При этом сами потомки либо стерильны, как мулы, либо их плодовистость резко понижена, как у коровобизонов. Однако кроссбридинг, или метизация, в пределах одного вида дает вполне нормальных гибридов (метисов).

Как правило, межлинейные скрещивания приводят к появлению потомков, значительно превосходящих родителей по признакам, связанным с выживанием и продуктивностью. Этот феномен называют гибридной силой, или гетерозисом. В результате признаки, обладающие низкой наследуемостью и поэтому слабо отзывающиеся на отбор, можно значительно улучшить путем межлинейных скрещиваний, так что кроссбридинг используется для получения результатов, которых трудно добиться в пределах чистых линий.

Помимо гетерозиса ценность кроссбридинга – в возможности соединения признаков разных пород. Например, браманская порода крупного рогатого скота (зебу) из Индии, в отличие от английских пород, очень устойчива к жаре и укусам насекомых. Браманов скрещивали с английским герефордским, шортгорнским и абердин-ангусским скотом, обладающим более высокими, чем у зебу, мясными качествами. В результате получены гибриды, которые устойчивее к жаре и насекомым, чем английские породы, и дают лучшие туши, чем чистопородные браманы.

У растений тоже удается соединить полезные признаки, скрещивая, например, два сорта зерновых культур, один из которых устойчив к головне, а другой – к ржавчине. Путем таких скрещиваний (интербридинга) и отбора на протяжении нескольких поколений можно получить новый улучшенный сорт, способный самовоспроизводиться, т.е. уже не гибрид, а самостоятельный таксон гибридного происхождения. В отличие от гибридов, для появления которых необходимо сохранять обе родительские линии, он будет размножаться путем инбридинга.

Другие методы.

Время от времени в популяциях растений или животных случайным образом возникают отдельные особи с новыми для таксона признаками, которые называют мутациями. Так, в результате мутаций возникли сорта пшеницы, устойчивые к желтой ржавчине. Иногда мутация затрагивает целиком только один побег, и тогда ее называют почковой, или спортом. В результате подобной мутации появился, например, бессемянный калифорнийский апельсин Навель. Ему, как и многим другим растениям, семена для размножения не обязательны: достаточно вегетативных способов, в частности черенкования или прививок.

После того как стало возможным искусственное осеменение животных, резко возрос спрос на племенных самцов. Их сперму вводят шприцом в половые пути самки. Долговременное хранение замороженной спермы ценных производителей, введенное в практику в 1949, значительно расширило масштабы и возможности искусственного осеменения.

В 1980-х годах было разработано несколько других методов быстрого улучшения крупного рогатого скота, овец, коз и свиней.

Один из них состоит в пересадке эмбрионов. Например, корове, обладающей ценными признаками, вводят гормоны, под действием которых у нее созревает одновременно несколько яйцеклеток вместо одной. Спустя 7 дней после оплодотворения их извлекают и переносят в матки других коров, где эмбрионы нормально развиваются. В результате племенная корова вместо того, чтобы приносить по одному теленку в год, производит каждые два месяца яйцеклетки, из которых получают 30–40 телят ежегодно. Возможности этого метода еще более возросли с появлением способа временного замораживания зародышей на ранних стадиях развития в жидком азоте. Это позволяет зоотехникам выбирать оптимальные сроки и места для рождения телят.

При искусственном создании близнецов шестидневный зародыш, представляющий собой крошечный шарик из клеток, извлекают из коровы и микрохирургическими методами делят на две половинки. Затем их переносят в матки суррогатных матерей, где они развиваются в идентичных полноценных телят.

Наконец, в животноводстве уже применяют и методы генной инженерии. Если, например, у одной породы наблюдается быстрый рост, тогда как другая обладает какими-либо иными ценными качествами, но растет медленно, технически возможно перенести «ростовые» гены первой породы в только что оплодотворенную яйцеклетку второй. Развившийся из такой яйцеклетки теленок будет обладать ценными признаками обеих пород.

Генная инженерия.

Целенаправленное манипулирование генами на молекулярном уровне называется генной инженерией. Это весьма перспективный путь улучшения самых разнообразных организмов. Генная инженерия открывает широкие возможности повышения изменчивости, которую затем можно использовать в селекции.

В 1980-е годы были созданы лабораторные методы, позволяющие переносить отдельные гены из одного организма в другой, обычно неродственный (относящийся к другому виду и т.д.). В результате такого переноса, называемого трансформацией, получается трансгенное растение или животное с «чужим» геном, который в дальнейшем будет передаваться потомкам.

Уже существуют улучшенные сорта кукурузы, риса, сои, хлопчатника, сахарной свеклы, масличного рапса и люцерны, выведенные из трансгенных растений. Среди признаков, переданных методом трансформации, – устойчивость к гербицидам (позволяющая уничтожать и без вреда для сельскохозяйственной культуры), к насекомым-вредителям, к болезням, повышенная питательная ценность и особенности размножения, способствующие созданию гибридных сортов. В числе долгосрочных целей – повышение эффективности фотосинтеза, устойчивости к экстремальным условиям среды (жаре, холоду, засухе и т.п.), общей продуктивности и усиления реакции на внесение удобрений.

Разрабатываются программы выведения трансгенных животных, более эффективно превращающих корма в молоко, шерсть, яйца, мясо и другие ценные продукты, дающих продукцию повышенного качества и устойчивых к болезням и средовым стрессам.

Немного истории.

Хотя доисторический человек и не имел никакого представления о законах наследственности, он, несомненно, контролировал размножение первых домашних животных и сельскохозяйственных растений, осуществляя отбор по фенотипу. По мере развития международной торговли расширялись знания о чужеземных видах, сортах и породах, которые стали проникать в новые для них географические области и там скрещиваться с местными формами, давая гибриды, также подвергавшиеся искусственному отбору.

В 1760-е годы английский агроном Р.Бейкуэлл сформулировал два правила селекции крупного рогатого скота: «Скрещивай лучшего с лучшей» и «Подобное рождает подобное». Трудам этого специалиста Англия во многом обязана своим лидирующим положением в племенном животноводстве.

В 1865 и 1869 Г.Мендель опубликовал две работы, описывающие результаты его экспериментов с растениями. В то время они не привлекли к себе внимания ученых, однако в 1900 описанные им закономерности были «переоткрыты» и легли в основу генетики. Эта наука, достигшая на сегодняшний день огромных успехов, служит теоретической базой разработки высокоэффективных программ улучшения сортов и пород растений и животных.

См. также ПОПУЛЯЦИОННАЯ ГЕНЕТИКА.

www.krugosvet.ru

Принципы скрещивания растений

Принципы скрещивания растений

Принципы скрещивания растений просты и могут быть определены в нескольких словах. Но чтобы понять, почему с этих принципов мы, кто интересуется причинами, а не следствиями, должны начать, учтём тот факт, что именно Природа управляет изменениями жизни и улучшением во всех направлениях общей реальности. Каждый живой организм является результатом действия двух сил: наследственности, которая является суммой всей истории и характерной чертой вида, и среды, которая означает многочисленные запутанные снаружи силы, постоянно работающие на отдельную особь этого вида. Работа селекционера заключается в руководстве действием и взаимодействием двух этих сил – чтобы извлечь пользу из наследственности и из влияния среды. И он ограничивается этими двумя способами; здесь нет магии или колдовства в его деле; он должен работать согласно законам, которые Природа даёт ему и с целью улучшения его методов, которые заключаются в нахождении ускорения и изобретении приборов для ускорения процессов в его работе.

Когда вы посмотрите вокруг, вы не увидите развития в растениях, вы узнаёте – они остались такими же, когда вы были ребенком, и вы задаетесь вопросом, а что означает «улучшение растения»? Истинно, что многие виды и разновидности немного изменились в прошлые несколько веков – некоторые из них совсем мало на протяжении всей человеческой истории. Тем не менее, мы знаем, что изменения происходят и происходят; само существование высшего порядка растений было вызвано постепенной эволюцией, шаг за шагом, от низших форм.

Что такое «эволюция» в растениях? Это означает, что через скрещивание – то, что в животных мы называем спариванием – происходят вариативные изменения, и эти вариации бывают такими, что изменяющаяся или новая среда не может уничтожить всех особей, поскольку некоторые из них – те, что лучше соответствуют выживанию – всё равно укореняются и растут, и цветут, и плодоносят. И таким образом, это означает, что имеется постепенное улучшение в силе, приспособленности и (как мы позже увидим) в красоте и полезности благоприятной жизни растений на земле. В то же время и по этой же причине проявились и укрепились ядовитые, деструктивные и вредные растения. Ведь для Природы не играют роль фавориты, и при одних и тех же законах благородная корова и хищный волк, красивая роза и ядовитый аконит, луговой жаворонок и жестокий серый сорокапут развиваются и становятся сильнее через поколения. Но слабаки умирают и при хороших, и при плохих сторонах.

Все изменения и улучшения, хорошие для человека и животных или плохие для них, возможны посредством скрещивания и спаривания, т.е. через прогрессивное развитие в наследственности.

Наблюдение в вашем собственном саду или в любой области или на любом склоне будет показывать вам, что нет двух точно подобных растений любого вида. Проверьте два колоса пшеницы, две фиалки, два сосновых дерева, две яблони и вы найдете, что каждое является индивидуальностью – также как и люди – даже и близнецы при случайном взгляде почти идентичны. Селекционер, начиная с этого факта, изучает имеющиеся для особи тенденции, силы или качества, которые кажутся ему желаемыми и, используя их как «родителей», теперь находит во втором или третьем поколении особей некоторых из тех, чьи тенденции желательны или качества немного более выражены. Таким образом, то, что он делает, является его начинанием в размножении нового сорта или разновидности. Он также ищет пути ускорения природных процессов, поскольку он может поторопить Природу, которая помогает значительному изменению за время жизни – намного больше, чем может, например, коневод, или человек, который мог бы работать со слонами.

Хорошо, что Природа может кооперироваться с селекционером в его работе, и когда он понимает законы, он начинает тогда использовать вторичный инструмент, с которого он начинал – а именно, окружающую среду. Когда мы собираем и одомашниваем растения и даём то, что им нужно – уход, культивацию, воду, защиту от их врагов, и дальше одобряем их усилия к лучшему – они имеют больше свободы, так сказать больше дополнительных сил – чтобы соглашаться с нашими запросами, которые мы им даём. Есть растения, которые очень неуступчивы и идут своим путём; небольшой опыт учит нас, что они всегда живут узкой, ограниченной жизнью – ограниченной фиксированными условиями среды, и поэтому не имеют опыта в изменении себя. С другой стороны есть те, кто легко предоставляют себя нашим усилиям изменить их, и мы находим, что растения, которые многие годы живут в изменяющейся среде, – легко адаптируют себя в различные условия климата, почвы и влажности. Вы знаете, эти последние растения имеют в себе наследственность, которая сохраняет жизненный опыт при различных условиях, и поэтому они будут обучаться легче, тогда как более творческие виды растений – с единственным типом – останавливаются в своём пути и не знают, как обучаться новому.

Посмотрим с точки зрения пола. Есть организмы, которые не имеют пола, и есть другие, которые имеют два пола в одном теле, но эти типы проявляют тенденцию до сих пор стоять в развитии во всех возрастах. Прогресс и изменения в природе, адаптивность и (для наших целей) красота и полезность для человека становятся возможными вследствие того, что два отдельных растения, объединяясь, дают своим семенам всю силу и возможности обеих семейств, что может прийти к созреванию при значительно различающихся условиях, даже если они растут несколькими отдельными кустами или клонами. Горный волк приходит вниз и гуляется с равниной волчицей, и их щенки лучше соответствуют жизни как в горах, так и на равнине, даже чем их родители. То же самое с фиалками или подсолнечником, с сосной или с яблоней. Эта сила варьирования результатов скрещивания (которое селекционеры растений называют перекрестным опылением или гибридизацией) вносит в семена порой незначимое для нашей работы, но в то же время создаёт возможность нам выбирать те отдельные растения, которые варьируют в нужном нам направлении. История влияния пола на всех живущих тварей восходит к самым ранним временам, эоны назад, когда протоплазменные формы размножались делением – отделением от клеток. Теперь пришло время, когда некоторые клетки, мы не знаем, почему или зачем, развили в себе специализированные клетки, задача которых – воспроизводить самих себя. Они были настолько просты в структуре, что зависели даже от переноса их водой, и до тех пор пока не попадали в воду, они не могли встретиться и спариться с другими такими типами. Естественно, эти примитивные формы мало изменялись.

Прошли века, и в течение долгого времени теперь появились такие растения, как сосны, зависящие от смешивания их жизненных потоков на ветру. Сейчас прогресс идёт быстрее, но до сих пор немыслимо медленно до следующей стадии, которая была достигнута – стадии, когда появились насекомые. Последовала эра самого удивительного развития. Больше сотни и тысячи видов растений были вызваны к существованию. В это же время стали проявляться и использоваться свойства красоты в цвете, запахе и мёде в цветках для привлечения насекомых, с тем чтобы они могли продолжать делать свою работу по переносу пыльцы, а также смешиванию наследственности. Ни растения, ни деревья, которые зависят от воды или ветра, не несут с собой в наследственность цвет, запах или запасы мёда, тогда как все эти прелести зависят от жизни насекомых для гибридизации. Позже мы будем изучать те высокоспециализированные приспособления, которые растения развивают в этой расе, чтобы сделаться полезными друзьями насекомых и птиц; для данного момента мы главным образом констатируем, что пол таким образом обретает свой полный смысл и начинает выполнять свою реальную службу в соединении двух различных родительских семейств, сливая их в один новорожденный индивидуум и таким образом способствуя выживанию через природный отбор, из подходящего, лучше соответствующего и самого адаптированного «ребенка» нового поколения.

Совершенно ясно, что предпочтительные условия будут способствовать тому, что любое растительное, человеческое или животное существо достигнет высшего совершенства как особь, но задача селекционера растений не рассматривает себя в качестве особи как таковой; его задача заключается в улучшении всей разновидности в целом. Эта работа, которую он начинает с семенем, способным к варьированию; из получившихся растений он выбирает те, которые отвечают его запросам; затем повторением он так впечатывает улучшенные характеристики по этой разновидности, что они не сползают обратно к старым предшественникам. Вы можете наблюдать в вашем саду, что если вы сохраняете семена из вашей сладкой кукурузы случайно и высаживаете её год за годом, как придётся, ваша сладкая кукуруза будет ухудшаться и становиться неудовлетворительной и худшей с каждым разом. Но если вы тщательно выберете семена кукурузы, вы будете получать одинаково хорошее качество. Если, в дополнение к этому, вы выполите плохие растения, которые здесь растут, даже из хороших семян, вы получите однородно лучшие результаты, поскольку вы ускорите действие улучшения посредством естественной селекции. Если свыше этого вы искусственно переопылите самые лучшие растения и так ускорите природные процессы изменения по отношению к улучшению, вы получите лучшие результаты – вы станете, короче, селекционером растений. Наконец, если вы будете упорно, год за годом в этой работе, фиксировать самые желательные признаки в вашей кукурузе, тогда вы можете достичь того, что количественно она станет новой улучшенной разновидностью. Такой, по существу, и была моя работа в течение 60 лет. Это – формула для селекционера растений.

Есть два вопроса, которые может задать мыслящий человек здесь, когда он задумается об удивительном и прекрасном движении эволюции: во-первых, почему Природа должна заботиться о том, что случается с растением, или животным, или человеком; второе, почему она заботится об улучшении расы или любого вида? Ответы дают вам ещё более замечательный взгляд на удивительную схему вещей.

Первое: Природа мало заботится или вообще не заботится об отдельных особях, но она ревностно и постоянно защищает вид – целое сообщество особей – против исчезновения, и устанавливает при этом удивительную сложную защитную обороноспособность, чтобы обеспечить его увековечение. Чтобы быть уверенной, она может работать через особь, но её целью является оборудовать ту особь так, чтобы, если она живёт и развивается, она станет способна не только воспроизводить себя, но и смешивать свои жизненные потоки с такими другими особями, чтобы дать следующему поколению шансы даже лучше, чем имели родители. Вы можете прочитать по этой теме много позже на этих страницах; здесь только необходимо процитировать один пример индифферентности Природы к одинокому растению как таковому и её бесконечную заботу о видах. Этот пример – горчица, которая дает тысячи семян и рассеивает их дальше и шире, даже хотя большинство из них никогда не прорастут, или если они все же взойдут – погибнут; и все же немногие из этих крошечных семян будут выпускать корни и жить.

Второе: Природа, по-видимому, не будет интересоваться улучшением растений и животных – её озабоченность заключается в создании всё более и более пригодного «материала» для выживания в универсальной борьбе за существование. Для целей человека не может быть «лучше», чем жизнь, но это будет, конечно, самым пригодным – то есть, самым сильным, самым приемлемым, самым трудным. Слабое, уродливое, непригодное, вытесняется или отодвигается, или разрушается врагами в природном царстве. Цивилизованное человеческое существо в этом случае является только животным, которое стремится сохранить своё непригодное и (что ещё хуже) позволить ему воспроизвести самое себя. Повсюду в своих пределах Природа стремится убрать их.

В природных процессах поэтому идёт работа по линии сохранения и воспроизведения самых соответствующих выживанию особей. Они не только живут, но они разрастаются, поскольку достаточно сильны, чтобы брать лучшую пищу, самые предпочтительные местообитания, самые безопасные участки для роста, и для своих потомков. И это не статичный процесс, но это вперёд идущий процесс. Должны не только сильнейшие и лучшие особи выживать и разрастаться, но постоянно меняющиеся условия вокруг них требуют того, чтобы они воспроизводили себя (посредством соединения наследственных черт половым способом) в более сильные и мощные и более приспособленные формы.

Можно сказать, что этот процесс является одним из направлений в улучшении и исправлении видов и что он должно быть целью Природы. Когда же человек говорит об улучшении, он имеет в виду улучшение со своей точки зрения – улучшенные условия для решения своих нужд и запросов. Есть много примеров такого типа улучшений в Природе, например, когда сосны и дубы растут сильными и мощными, достаточными для того, чтобы выдержать сильнейшие шторма, и поэтому снабжают человека защитой из них. Но мы не можем сказать о том, что перекати-поле «улучшается» избытком светового излучения и, когда сухо, формирует себя подобно мячу, так что ветер может кружить и нести её через ваше поле и рассеивать его многочисленные семена туда и сюда и вон там заражать вашу пшеницу! Нет, Природа просто хочет защитить виды от разрушения и делает это так, что здесь она будет воспроизводить сама себя и здесь она остановится. Но при её законах привилегия человека в том, что мы можем сознательно приспосабливать растения под свои нужды; чтобы шагать в этом направлении и действительно улучшать своих детей для своего собственного использования и улучшать их со своей собственной точки зрения.

Изобретатель, химик, гений-электрик – все они имеют невыразимое богатство и счастье в мире, т.к. их работа движется прямой дорогой и непосредственно востребована обществом. Но я утверждаю, что самые бесценные наследства, которые человек получает из любого источника в изучении Природы, лежат в исследовании того, чтобы направлять созидательные силы жизни растений в новые и полезные каналы. Эти возможности мало понимаемы и могут быть с трудом оценены. Конечно, трудно для одного человека скрестить новые зерновые, которые могут давать на одно зерно больше на каждый колос, на одно яблоко больше, сливу, апельсин или орех на каждое дерево или на 1 картофелину на каждую лунку.

Но если мы берёмся за это, что имеем в итоге? В пяти основных видах продукции в США только неистощимые силы Природы могут давать ежегодно, без усилий или финансовых затрат, свыше 6 млн. бушелей кукурузы, 15.3 млн. бушелей пшеницы, 42 млн. бушелей ячменя, 2.1 млн. бушелей овса, 24 млн. бушелей картофеля. Если возражают, что мы производим больше, чем должны (которое, по-видимому, истина, даже хотя фактически и нет), позвольте нам изменить гипотезу и предположить, что селекционер растений производит некоторый объём зерна и овощей, цветов и фруктов, но делает их богаче, более устойчивыми, более приятными на вкус и более замечательными на вид и запах. Пусть он даст нам качество, а не количество, и с этого момента он может сделать это так по вашему заказу. Имеет ли это неоценимую значимость для человечества?

И эти широкие возможности не единственны в течение года или вообще для нашего времени, но являются благоприятным наследством для каждого мужчины, женщины и ребенка, которые живут на Земле. Более того, кто может оценить улучшения и усовершенствования и моральную значимость улучшенных цветов со всеми их прекрасными формами и очаровательными оттенками и сочетаниями цвета и утонченными разнообразными запахами? Эти молчаливые результаты трудов неосознанно ощущаются даже теми, кто не оценивает их сознательно, и таким же образом с лучшими фруктами, орехами, зерном и цветами земля будет преобразовываться, и наши мысли отойдут от деструктивной направленности и перейдут к поднятию нас на самые высшие планы бытия. На этот счастливый день человек должен направить своего брата-человека не на пули и штыки, а на богатые драгоценности на Земле!

biodynamics-sib.narod.ru

Смотрите также

• 
  Растения поглощают
• 
  Роды растений
• 
  Разные растения
• 
  Геления растение
• 
  Костус растение
• Пойкилогидрические растения
• 
  Личи растение
• 
  Купена растение
• 
  Растение мангольд
• 
  Покемон растение
• 
  Растения синоптики