Open Library - открытая библиотека учебной информации. Вывод новых сортов растений
Выведение сортов
Выведение сортов, устойчивых к болезням и вредителям,— очень перспективное направление, з ряде случаев дающее значительный эффект, однако не следует забывать, что приобретение сельскохозяйственной культурой какого-нибудь положительного качества в большинстве случаев приводит к ухудшению других свойств.[ ...]
Таким образом, новый сорт многолетней пшеницы по хлебопекарно-мукомольным качествам не уступает высококачественному сорту озимой пшеницы — Мироновская 808. А по некоторым показателям, например, содержание сырой клейковины в зерне и муке, имеет значительно более высокие показатели. По сравнению с ранее выведенным сортом многолетней пшеницы М 115 новый сорт М 62 имеет значительные преимущества.[ ...]
И в тех случаях, когда выведенный сорт представляется устойчивым, при его выращивании имеет смысл принимать определенные меры для того, чтобы уменьшить контакт растений с вирусом. Даусон [438] сообщает, например, что в томатах, устойчивых к ВТМ, вирус в течение нескольких педель не распространялся по растениям системно и обнаруживался в низких концентрациях. Однако экстракты из таких зараженных растений, устойчивых к вирусу, оказались более инфекционными для здоровых устойчивых растений, чем экстракты из растений восприимчивых линий. Устойчивые растения, зараженные таким вирусом, давали более четкие симптомы.[ ...]
Известно, что И. В. Мичурин при выведении сорта груши «бере зимняя» воспользовался для опыления дикой уссурийки пыльцой с груши «бере рояль», которая росла, цвела и плодоносила в комнате одного садовода-любителя. Это было еще в 1903 году.[ ...]
Еще более перспективно и эффективно выведение сортов сельскохозяйственных культур, устойчивых к вредителям и болезням. Академиком В. С. Пустовойтом и Л. А. Ждановым выведены, например, панцирные сорта подсолнечника, устойчивые к целому комплексу вредителей и болезней.[ ...]
Большое практическое значение имеет выведение сортов при учете качества плодов, но для этого нужно проводить исследование и оценку получаемого урожая не только по одному признаку, но и по всем его свойствам, что требует более сложной исследовательской работы, которая п ведется на селекционных станциях.[ ...]
Одним из первых оригинаторов, которые занимались выведением сортов дельфиниума, был француз-I Ui./ селекционер Виктор Лемуан. Применяя скрещивание и отбор лучших растений, Лемуан получил махровые формы, известные под названием красивых, или гибридных дельфиниумов (Delphinium ornatum hort., Delphinium hybridum flore pleno hort.).[ ...]
В настоящее время ведется селекционная работа по выведению сортов подсолнечника, обладающих устойчивостью не только к заразихе, но и к ржавчине.[ ...]
Необходимо остановиться еще на исследовательской работе по выведению сортов, устойчивых к энтомологическим вредителям. Если в сельском и лесном хозяйстве в области выведения сортов, устойчивых к заболеванию, достигнуты известные успехи, то в селекции на устойчивость к насекомым в лесном хозяйстве сделано еще очень мало.[ ...]
Уже появились многоцветковые тюльпаны, дающие не один, а четыре — шесть цветов Вновь выведен сорт тюльпанов черного цвета -- «Фауст».[ ...]
Селекция (от лат. — выбор, отбор) — отрасль сельскохозяйственного производства, занимающаяся выведением сортов и гибридов культурных растений и пород животных; наука, исследующая принципы и методы выведения новых сортов растений, пород животных, штаммов микроорганизмов. Иногда данный термин используется как синоним «искусственный отбор», т. е. осуществляемая человеком система мероприятий по усовершенствованию существующих и созданию новых пород животных и сортов растений с полезными в хозяйственном отношении наследственными признаками.[ ...]
Селекционный процесс — это совокупность операций, выполняемых в определенной последовательности с целью выведения сортов (гибридов) сельскохозяйственных растений. Каждый цикл селекционного процесса (от начала работы по выведению сорта до ее завершения) включает в основном три этапа: создание популяций для отбора, отбор элитных растений, испытание их п о т о м с т в. В специальных программах эта схема может видоизменяться.[ ...]
Формы, имеющие полное сходство с мягкой пшеницей, возн: кают в четвертом поколении и лучшие из них могут служи: элитами при выведении сортов озимой или яровой пшениц (рис. 15). Но часто в элитах, заложенных из Е4, наблюдаете расщепление в последующих, т. е. в пятом и шестом покож ниях.[ ...]
Ареалы распространения многих ив перекрываются и возникают естественные гибриды. Как у нас в стране, так и за рубежом широко проводятся селекционные работы по выведению сортов с заранее заданными свойствами.[ ...]
Производство роз для использования в садах весьма специализированное предприятие. Большинство роз окулируют на подвой Rosa multiflora, чтобы обеспечить быстрое и экономичное размножение вновь выведенных сортов. Крупные питомники роз предпочитают размещать на юго-западе (от Техаса до южных районов Калифорнии), где климатические условия позволяют почти круглогодично вести быстрое размножение роз и в то же время невдалеке от рынка сбыта, например северных районов Огайо.[ ...]
Несколько слабее получается разница в строении корневой системы подвоя, когда они использованы под окулировку в более старшем возрасте, 4—5 лет, и, в особенности, если привиты были молодые, недавно выведенные сорта.[ ...]
Повышение устойчивости урожаев косточковых пород, страдающих от вымерзания плодовых почек, требует целого комплекса мероприятий и в первую очередь правильного районирования культур, подбора соответствующих местоположений, выведения сортов с большей продолжительностью периода покоя плодовых почек. Весьма существенную помощь этому могут оказать также агротехнические мероприятия, способствующие более сильному вегетативному росту.[ ...]
Достижения современной биологии, прежде всего генетики и селекции, позволяют в области лесного хозяйства использовать гетерозис — создавать высокопродуктивные гибриды, способные давать годичный прирост 20—25 м3 на 1 га и более. Особенно это относится к тополям. Для их успешного разведения требуется не только выведение сортов, но и последующее широкое испытание.[ ...]
В последнее время ведутся работы по созданию аттрактантов, с помощью которых вредных насекомых привлекают на ограниченную площадь и уничтожают, а также разрабатываются методы биологического контроля, включающие стерилизацию вредителей или задержку развития молоди некоторых насекомых. Весьма перспективным представляется также выведение сортов сельскохозяйственных культур, устойчивым к вредителям и болезням. Так, при помощи биотехнологии, путем замены в молекуле ДНК одного или нескольких генов были выведены трансгенные растения — кукуруза, соя, картофель, хлопок, томат и другие, которые отличаются устойчивостью к определенным сельскохозяйственным вредителям и болезням. Однако доля трансгенных продуктов по сравнению с традиционными пока ничтожно мала.[ ...]
Как отмечено выше, генетические манипуляции с изолированными клетками растений (клональное микроразмножение растений) позволяют резко сократить сроки размножения многих видов растений, а также вопроизвести одно и то же растение в сотнях тысяч экземпляров, причем незараженных возбудителями болезней, что исключительно важно для сельскохозяйственной практики. Получение сельскохозяйственных растений из одной клетки и дальнейшее клонирование их обещает выведение сортов растений, устойчивых к вирусам, бактериям и грибам, способным вызывать болезни.[ ...]
В зимний период растительный организм, помимо прямого влияния мороза, подвергается еще ряду неблагоприятных воздействий. Особенно многочисленные неблагоприятные воздействия испытывают травянистые многолетние п однолетние растения. Так, озимые растения могут погибать от слишком большого снежного покрова (выпре-вапие растений). Это связало с тем, что под снегом температура нисколько повышается (около 0°С) и процесс дыхания идет довольно интенсивно. В результате происходит такая сольная трата сахаров, что растения могут погибнуть от истощения. В связп с этнм в районах с очень глубоким снежпым покровом необходимо выведение сортов с повышенным содержанием углеводов.[ ...]
Не всегда признаки, желательные для селекции, способствуют выживанию растений в природе. Спонтанные мутации, сохранившиеся в естественных условиях, могут содержать признаки как соответствующие, так и не соответствующие интересам селекции. Отсюда возникает потребность в проведении экспериментальных работ по получению хозяйственно ценных и полезных для самого организма мутаций. Несмотря на то что при искусственном получении мутаций также возникает значительное число изменений бесполезных и даже вредных, широта масштабов опытов открывает возможности выбора, чего нет при исследовании спонтанных мутаций. Результатом этой работы является выведение сортов культурных растений, отличающихся высокой урожайностью, комплексным иммунитетом к ряду заболеваний, скороспелостью и неполегаемостью, пригодных для механизированного возделывания.[ ...]
Семена его, довольно крупные, около 2 миллиметров в диаметре, легко могут быть собраны среди посева. Если зерно хлебов сильно засорено куколем и требует очистки на куколеотборниках или триерах, то семена куколя легко можно выбрать пз отходов при очистке этими машинами. В цветниках куколь может занимать те же места, что и васплькп, так как имеет с ними одинаковый рост и сходный характер развития. На 1 квадратный метр высевают 2—3 грамма семян; всхожесть их обычно более высокая, чем у семян василька; кроме того, всходы куколя бывают более сильными. При редком расположении (5—10 сантиметров) он дает ветвистые кустпки, обильно покрытые цветками. Введение его в садовую культуру, а также выведение сортов заслуживают особого внимания.[ ...]
Многолетние травянистые виды имеют мясистые линейные листья и довольно крупные белые, розовые или красноватые цветки. Один из видов — лъюисию воскресающую (Lewisia rediviva) — называют калифорнийским воскресающим растением за удивительную способность переносить даже многократное высушивание и каждый раз вновь оживать (рис. 193). Известны случаи, когда растения, пролежавшие в гербарии полтора-два года и помещенные в воду, распускали свежие листья и зацветали. С давних пор мясистые корпи этого растения индейцы варили и употребляли в пищу. Некоторые виды лыоисии весьма декоративны, и их гибриды и выведенные сорта встречаются в садах субтропических стран на каменистых участках чаще других портулаковых.[ ...]
ru-ecology.info
Как выводится сорт | Авторская платформа Pandia.ru
Наука, которая разрабатывает методы (способы) выведения сортов растений, называется селекцией. Латинское слово «селекцио» по-русски означает «отбор» или «выбор».
Отбор человек применяет с давних пор. Первоначально люди отбирали непосредственно в природе дикие растения, которые давали им пищу или волокно для одежды. Отобранные растения они выращивали около своих жилищ. Из года в год от лучших растений брали семена, клубни, корнеплоды для посева или посадки. В результате длительного отбора появились некоторые культурные растения. Число их по мере роста знаний и опыта людей постепенно увеличивалось. Можно сказать, что все те растения, которые мы возделываем на своих полях, огородах, в садах, в основном результат многовековой деятельности человека. Многие виды и формы растений, созданные неизвестными селекционерами, существуют с незапамятных времен.
Около 2 тыс. лет назад в древнем Риме появились произведения писателя и агронома Колумеллы, ученого Варрона, поэта Вергилия, в которых встречаются первые указания, как нужно вести отбор растений. Долгое время селекция была искусствам, которое передавалось из поколения в поколение. К концу XVIII — началу XIX в. селекционеры-практики вывели немало сортов и невиданных до того времени форм растений, особенно овощных и декоративных. Больших успехов они достигли и в выведении новых пород сельскохозяйственных животных.
С первой половины прошлого века началось особенно бурное развитие естествознания, научные открытия следовали одно за другим. Большую роль в то время сыграло создание Шванном и Шлейденом клеточной теории. Были установлены многие закономерности в размножении и питании растений.
С развитием естествознания появилась и научная селекция. Фундаментом ее стала теория английского ученого Чарльза Дарвина. Используя свои личные исследования и огромный опыт животноводов и растениеводов в создании и улучшеаии пород и сортов, он доказал, что современные растения и животные произошли от более простых организмов в результате естественного отбора и эволюции, неизбежной из-за изменчивости организмов. Научная селекция стала могучим оружием в руках человека — преобразователя природы.
Познакомимся с методами, которые применяют в своей работе ученые-селекционеры, чтобы вывести новые сорта или формы растений.
Метод отбора, хотя он и наиболее древний, остается и до оих пор одним из основных методов селекции растений. Человек давно подметил, что каждое растение способно в той или иной степени передавать потомкам свои признаки. На этом явлении природы и основываются метод отбора и другие селекционные методы. Приведем примеры.
В каждом посеве есть лучшие и худшие растения, а среди лучших — наилучшие. Например, для злаков это растения с крупным и многозерным колосом, устойчивые к болезням, осыпанию, полеганию. Взяв лучший колос с выбранного растения, надо обмолотить его и высеять каждое зерно в отдельности. Среди выросших растений мы снова найдем лучшие и худшие. Опять отберем из них лучшие. Отбор надо вести в тех почвенных и климатических условиях, в которых новый сорт будет возделываться. Надо уметь подмечать особенности строения, свойства и признаки растений, выделяющие их из всех остальных. Для этого необходимо тщательно наблюдать за выращиваемыми растениями. Убедившись, что растения стали однородны по ценным для нас признакам и свойствам, мы можем приступить к простому размножению их.
Надо знать, что не всегда отбор дает положительные результаты. Иногда отобранные растения по тем или иным причинам теряют нужные признаки в следующем же поколении. Причины этого явления различны. Например, под влиянием разных условий среды в растении могут происходить ненаследственные изменения, так называемые модификации. Многие формы мягкой пшеницы, выращенные в долине, имеют белый или слегка красноватый колос, а в высокогорных районах цвет колоса у них становится темно-красным или почти черным. Но если семена, собранные с таких растений, посеять в долине, они дадут снова светлые колосья.
Другой пример отбора. Почти все цветковые растения делятся на перекрестноопыляющиеся и самоопыляющиеся. Но есть растения, которые по характеру оплодотворения являются одновременно и теми и другими. Если условия благоприятны, т. е. стоит солнечная теплая погода, они цветут открыто и происходит перекрестное опыление. В ненастную погоду цветок полностью не раскрывается, что приводит к самоопылению. Вести отбор среди «перекрестников» значительно труднее, чем среди самоопыляющихся растений.
У озимой ржи можно наблюдать, хотя и не часто, растения с ветвистым колосом, появившиеся в результате наследственных изменений — мутаций. Чтобы закрепить этот признак, мы прежде всего
должны исключить возможность переопыления этого растения с каким-либо другим, имеющим обыкновенное строение колоса.
Для этого все колосья выбранного растения ветвистого типа должны быть изолированы вместе, под одним бумажным мешочком. Тогда опыление произойдет лишь между ними. Растения с ветвистым строением колоса, развившиеся из полученных семян, надо выращивать отдельно, удалив все растения с неветвящимися колосьями. Чтобы закрепить этот признак, надо и в последующих поколениях сразу же после колошения уничтожить все растения, у которых колосья обыкновенные, неветвистые. Тогда естественное перекрестное опыление произойдет между растениями, имеющими только ветвистое строение колоса.
В некоторых случаях наследственные изменения бывают довольно резкими. Таким путем, например, известный американский селекционер Л. Бербанк вывел новый сорт картофеля. Вот как это произошло. На одном из растений малоизвестного сорта картофеля, не дававшего обычно семян, Бербанк обнаружил ягоду. В ней оказалось 23 семени. Весной их посеяли на грядке. Из каждого семени развились пышные кусты, но осенью ни одно из этих растений ягод не дало, зато каждое из них образовало гнездо прекрасных клубней. Бербанк писал: «По мере того как мы продвигались вдоль ряда, выкапывая один куст за другим, мы обнаруживали на каждом последующем кусте клубни нового типа. На одном были мелкие клубни необычной формы, на другом — крупные с глубокими глазками, на следующем — клубни красного цвета с грубой кожурой. Но на двух кустах выросли клубни, которые можно было немедленно выделить в самостоятельный сорт. Это были очень большие гладкие белые клубни, превосходящие во многих отношениях любой из существующих сортов».
Сорт картофеля Бербанк, несмотря на то что он был выведен в 1872 г., до наших дней возделывает-ся на полях. Важно отметить, что сам факт нахождения такой ценной ягоды картофеля Бербанк назвал открытием. По его словам, «материалы для подобных открытий окружают нас в изобилии». Это очень верно. Внимательный наблюдатель может найти много ценного в лесу, на лугах, по склонам гор, берегам морей, рек и на любом поле.
Отбор — самый простой метод получения новых сортов растений, но и в нем есть свои сложности, как вы убедились. Все же этот метод наиболее доступен всем любителям природы.
Основная зерновая культура в нашей стране — пшеница. Большинство старых сортов пшеницы было получено из местных и зарубежных сортов путем отбора. К ним относятся такие знаменитые в свое время сорта, как яровые — Цезиум 111, Лютесценс 62, Мильтурум 321; озимые—Украинка, Лютесценс 329, Кооператорка, Степнячка и др. Все эти пшеницы сыграли в истории развития селекции и семеноводства зерновых большую роль. Сейчас на смену им пришли новые сорта (Безостая 1, Саратовская 29 и др.), полученные главным образом методом гибридизации (скрещивания). Примерно то же самое можно сказать и о сортах других культурных растений. Как же применяется в селекции метод гибридизации?
Прежде чем приступить к скрещиванию, нужно поставить определенную задачу. Например, необходимо получить такой сорт пшеницы, который был бы более урожайным. Для достижения этой цели нужно прежде всего подобрать исходный материал. Каким он должен быть? Наряду с другими положительными свойствами и признаками избранные сорта пшеницы должны отличаться высокой урожайностью.
Семена отобранных сортов высевают на участке (селекционеры называют его питомником исходного материала) в обычных, полевых условиях. Из выращенных растений выбирают самые лучшие по сочетанию хозяйственно-полезных признаков, а также по продуктивности и скрещивают их между собой. Полученные семена высевают затем в гибридном питомнике с хорошо обработанной и удобренной почвой, где вновь отбираются лучшие растения. Семена лучших гибридных растений разных поколений затем высевают в селекционном питомнике. Здесь дается оценка потомству от выделенного ранее растения. Потомство называют линией. Лучшие линии поступают в контрольные питомники для дальнейшего изучения и затем в предварительное сортоиспытание гибридов. Самые лучшие сорта, выдержавшие испытание, проходят станционное конкурсное сортоиспытание. Здесь обычно отбираются сорта высокого класса, которые направляются на государственное сортоиспытание. Если сорт выдержит конкурс, т. е. в определенных районах, областях страны займет по урожаю и другим хозяйственно-ценным признакам первое место, то он рекомендуется там для возделывания. С этого момента он становится районированным сортом, т. е. сортом государственным.
Но работа селекционера не заканчивается на этом. Одновременно с районированием на автора сорта возлагается большая и ответственная задача — обеспечить семеноводство высококачественными семенами.
Большинство современных сортов получено в результате скрещивания близких форм (внутри вида).
Однако в наше время все чаще применяется так называемая отдаленная гибридизация растений, относящихся не только к разным видам, но и родам. Научные основы отдаленной гибридизации заложены И. В. Мичуриным. Пример — скрещивание устойчивой к неблагоприятным условиям Уссурийской груши, плоды которой плохого качества, с грушей Бере рояль, обладающей совершенно противоположными свойствами. Методом отдаленной гибридизации создал Мичурин и прекрасный новый сорт вишни Краса севера. Цветки вишни Владимирская ранняя он опылил пыльцой черешни сорта Винклер белая (вишня и черешня относятся к разным ботаническим видам). Вишня выносливее черешни, зато плоды черешни крупнее и содержат больше сахара. Полученные гибридные растения дали крупные розовые плоды, в то же время новый сорт вишни оказался устойчивым против морозов и болезней.
В наше время метод отдаленной гибридизации широко применяется в селекции всех культур, в том числе и зерновых растений — пшеницы, ржи, ячменя и др.
При отдаленной гибридизации иногда проводятся возвратные скрещивания — гибриды первого поколения снова скрещиваются с одной из родительских форм.
Многие селекционеры используют метод сложной ступенчатой гибридизации, в основе которого лежит система повторных скрещиваний. Автор этого метода — ученый-селекционер А. П. Шехурдин — так определил сущность ступенчатой гибридизации: «Полученные в результате скрещивания формы растений с рядом положительных признаков вновь скрещиваются с другими формами или сортами, имеющими другие положительные свойства, отсутствующие у ранее полученных форм растений».
Методом сложной ступенчатой гибридизации получены ценные сорта пшеницы — Альбидум 43, Альбидум 210, Альбидум 24, Стекловидная 1 и др.
Человек создает растения, каких никогда не было на Земле, например новые формы, пшеницы. Слева направо: колос обыкновенной неветвистой пшеницы, колос озимой твердой ветвистой пшеницы, остистый колос озимой мягкой ветвистой пшеницы, безостый колос озимой мягкой ветвистой пшеницы.
В выведении новых сортов, а также видов пшеницы и ржи особенно интересных результатов можно ожидать от скрещивания культурных растений с дикорастущими. Приведу пример из своей практики получения пшенично-пырейных гибридов. У обычной пшеницы есть ряд недостатков: она малоустойчива против неблагоприятных условий, страдает от морозов и засухи, поражается болезнями, ее зерно мучнистое. Пырей же не боится ни засухи, ни холода, отдельные виды его очень устойчивы против грибных заболеваний. В зерне пырея содержится много клейковины, ценной для хлебопечения. Можно ли, скрещивая эти два растения, получить гибриды, в которых сочетались бы полезные признаки и пшеницы и пырея?
Колосья обыкновенной озимой ржи (два слева) и ветвистой озимой ржи.
Можно, если правильно подобрать исходные родительские пары, добиться их скрещивания, тщательно вести отбор в определенных условиях. Нужно оказать, что культурные растения скрещиваются с дикими в большинстве случаев с трудом. Часто гибриды первого поколения бывают стерильными, т. е. неспособными завязывать зерна ни от естественного опыления, ни от искусственного нанесения пыльцы на рыльца. В таких случаях приходится прибегать к разным способам преодоления стерильности у растений.
Один из лучших современных методов в этих случаях — метод полиплоидии. Он заключается в следующем. Проросток гибридного семени первого поколения подвергают обработке раствором ядовитого вещества колхицина, который, действуя на делящиеся клети, задерживает в них расхождение хромосом и образование клеточной перегородки между дочерними клетками. В результате возникают клетки с удвоенным набором хромосом. Они дают начало полиплоидным побегам или полиплоидному растению в целом. Такие растениянполиплоиды уже способны давать семена. Далее с полиплоидами ведется селекционная работа.
Соединение признаков скрещиваемых растений не происходит механически. Это сложное биологическое явление, которое современная наука усиленно изучает. При отдаленной гибридизации происходит перестройка всего организма, нередко появляются такие признаки и свойства, которые у родителей не были ясно выражены, а находились как бы в скрытом состоянии. Ученым предстоит еще много потрудиться, чтобы познать эти сложные жизненные явления.
С помощью отдаленной гибридизации можно создать не только новые виды и формы растений, но и новые культуры, например многолетнюю пшеницу, которая может давать урожай 2—3 года подряд от одного посева. После уборки на зерно она отрастает, и поздней осенью ее или скармливают скоту в виде травы, или убирают на сено. Эти новые растения, ранее не встречавшиеся ни в природе, ни среди культивируемых человеком, уже созданы и сейчас совершенствуются.
Живая природа, в частности мир растений, непрерывно изменяется. Это один из великих законов жизни. Используя этот закон, человек может бесконечно не только улучшать уже существующие растения, но и создавать новые, такие, каких никогда не было на Земле.
Селекция, как и всякая наука, год от года обогащается новыми методами выведения сортов. Бурное развитие физики и химии поставило на службу селекционеру новейшие технические приборы, станции искусственного климата, новые конструкции оранжерей, где не только можно выращивать растения самых различных стран мира, но и ставить опыты, выводить новые сорта и создавать новые виды, разновидности и формы.
В селекции все чаще применяются радиационные излучения, радиоактивные и химические вещества (мутагены), с помощью которых можно изменять отдельные признаки у растений.
Однако наиболее плодотворных результатов можно ожидать только в том случае, когда все эти методы применяются в тесном сочетании с основными селекционными и генетическими методами — отбором и гибридизацией. Именно единство селекционных методов — тот ключик, с помощью которого человек откроет новые тайны растений и сделает их еще более полезными.
pandia.ru
Выведение новых сортов растений
Биология 
Выведение новых сортов растений
просмотров - 111
Традиционные подходы к выведению новых сортов растений - это селекция на основе гибридизации, спонтанных и индуцированных мутаций. Методы селекции не столь отдаленного будущего включают генетическую и клеточную инженерию.
Генетическую инженерию предлагают использовать для выведения азотфиксирующих растений. В природных условиях азотфиксирующие клубеньковые бактерии, представители рода Rhizobium, вступают в симбиоз с бобовыми. Комплекс генов азотфиксации из этих или иных бактерий предлагают включить в геном злаковых культур. Трудности связаны с поиском подходящего вектора, поскольку широко используемые для подобных целей Agrobacterium с плазмидами Ti и Ri не заселяют злаки. Планируют модификацию генома Agrobacterium, чтобы бактерия могла вступать в симбиоз со злаками и передавать им генетическую информацию. Другим решением проблемы могла бы быть трансформация растительных протопластов посредством ДНК. К компетенции клеточной инженерии относят создание новых азотфиксирующих симбиотических ассоциации «растение-микроорганизм».
Сегодня выделены и клонированы гены sym, отвечающие за установление симбиотических отношении между клубеньковыми азотфиксаторами и растением-хозяином. Путём переноса этих генов в свободнодвижущие азотфиксирующие бактерии представляется возможным заставить их вступить в симбиоз с ценными сельскохозяйственными культурами. Методами генетической инженерии предполагают также повысить уровень обогащения почвы азотом, амплифицируя гены азотфиксации у Klebsiella и Azotobacter.
Разрабатываются подходы к межвидовому переносу генов osm, обусловливающих устойчивость растений к нехватке влаги, жаре, холоду, засолённости почвы. Перспективы повышения эффективности биоконверсии энергии света связаны с модификацией генов, отвечающих за световые и темновые стадии этого процесса, в первую очередь генов cfx, регулирующих фиксацию СО2 растением. В этой связи представляют большой интерес разработки по межвидовому переносу генов, кодирующих хлорофилл a/b – связывающий белок и малую субъединицу рибулозобис-фосфаткарбоксилазы - ключевого фермента в фотосинтетической фиксации СО2.
Гены устойчивости к некоторым гербицидам, выделенные из бактерий и дрожжей, были успешно перенесены в растения табака. Разведение устойчивых к гербицидам растений открывает возможность их применения для уничтожения сорняков непосредственно на угодьях, занятых сельскохозяйственными культурами. Проблема состоит в том, что массивные дозы гербицидов могут оказаться вредными для природных экосистем.
Некоторые культурные растения сильно страдают от нематод. Обсуждается проект введения в растения новых генов, обусловливающих биосинтез и выделение нематоцидов корневыми клетками. Важно, чтобы эти нематоциды не проявляли токсичности по отношению к полезной прикорневой микрофлоре. Возможно также создание почвенных ассоциаций «растение-бактерия» или «растение-гриб» (микориза) так, чтобы бактериальный (грибной) компонент ассоциации отвечал за выделение нематоцидов.
Важное место в выведении новых сортов растений занимает метод культивирования растительных клеток in vitro. Регенерируемая из таких клеток «молодая поросль» состоит из идентичных по генофонду экземпляров, сохраняющих ценные качества избранного клеточного клона. В Австралии из культивируемых in vitro клеточных клонов выращивают красные камедные деревья (австралийские эвкалипты), отличающиеся способностью расти на засоленных почвах. Предполагается, что корни этих растений будут «выкачивать» воду из таких почв и тем самым понижать уровень грунтовых вод. Это приведет к снижению засоленности поверхностных слоёв почвы в результате переноса минеральных солей в более глубокие слои с потоками дождевой воды. В Малайзии из клеточного клона получена масличная пальма с повышенной устойчивостью к образованию масла (прирост на 20 - 30 %).
Клонирование клеток с последующим их скринингом и регенерацией растений из отобранных клонов рассматривают как важный метод сохранения и улучшения древесных пород умеренных широт, в частности - хвойных деревьев. Растения - регенеранты, выращенные из клеток или тканей меристемы, используют ныне для разведения спаржи, земляники, брюссельской и цветной капусты, гвоздик, папоротников, персиков, ананасов, бананов.
С клонированием клеток связывают надежды на устранение вирусных заболеваний растений. Разработаны методы, позволяющие получать регенеранты из тканей верхушечных почек растений. В дальнейшем среди регенерированных растений проводят отбор особей, выращенных из незараженных клеток, и выбраковку растений. Раннее выявление вирусного заболевания, крайне важное для подобной выбраковки, может быть осуществлено методами иммунодиагностики, с использованием моноклональных антител или методом ДНК/РНК – проб. Предпосылкой для этого является получение очищенных препаратов соответствующих вирусов или их структурных компонентов.
Клонирование клеток - перспективный метод получения не только новых сортов, но и промышленно важных продуктов. При правильном подборе условий культивирования, в частности, при оптимальном соотношении фитогормонов, изолированные клетки более продуктивны, чем целые растения. Иммобилизация растительных клеток или протопластов нередко ведет к повышению их синтетической активности. Таблица 3 включает наиболее перспективные для промышленного внедрения биотехнологические процессы с использованием культур растительных клеток.
Коммерческое значение в основном имеет промышленное производство шиконина. Применение растительных клеток, которые являются высокоэффективными продуцентами алкалоидов, терпенов, различных пигментов и масел наталкивается на определенные трудности, связанные с дороговизной используемых технологий, низким выходом целевых продуктов, продолжительностью производственного процесса.
Таким образом биотехнология открывает широкие перспективы в области выведения новых сортов растений, устойчивых к неблагоприятным внешним воздействиям, вредителям, патогенам и не требующих азотных удобрений, отличающихся высокой продуктивностью.
Таблица 3 - Примеры клеточных культур – высокоэффективных продуцентов ценных соединений. ( по O.Sahai, M. Knuth, 1985. K.Hahlbrock, 1986)
oplib.ru
Выведение новых сортов растений
Биология Выведение новых сортов растений
просмотров - 112
Традиционные подходы к выведению новых сортов растений - это селекция на основе гибридизации, спонтанных и индуцированных мутаций. Методы селекции не столь отдаленного будущего включают генетическую и клеточную инженерию.
Генетическую инженерию предлагают использовать для выведения азотфиксирующих растений. В природных условиях азотфиксирующие клубеньковые бактерии, представители рода Rhizobium, вступают в симбиоз с бобовыми. Комплекс генов азотфиксации из этих или иных бактерий предлагают включить в геном злаковых культур. Трудности связаны с поиском подходящего вектора, поскольку широко используемые для подобных целей Agrobacterium с плазмидами Ti и Ri не заселяют злаки. Планируют модификацию генома Agrobacterium, чтобы бактерия могла вступать в симбиоз со злаками и передавать им генетическую информацию. Другим решением проблемы могла бы быть трансформация растительных протопластов посредством ДНК. К компетенции клеточной инженерии относят создание новых азотфиксирующих симбиотических ассоциации «растение-микроорганизм».
Сегодня выделены и клонированы гены sym, отвечающие за установление симбиотических отношении между клубеньковыми азотфиксаторами и растением-хозяином. Путём переноса этих генов в свободнодвижущие азотфиксирующие бактерии представляется возможным заставить их вступить в симбиоз с ценными сельскохозяйственными культурами. Методами генетической инженерии предполагают также повысить уровень обогащения почвы азотом, амплифицируя гены азотфиксации у Klebsiella и Azotobacter.
Разрабатываются подходы к межвидовому переносу генов osm, обусловливающих устойчивость растений к нехватке влаги, жаре, холоду, засолённости почвы. Перспективы повышения эффективности биоконверсии энергии света связаны с модификацией генов, отвечающих за световые и темновые стадии этого процесса, в первую очередь генов cfx, регулирующих фиксацию СО2 растением. В этой связи представляют большой интерес разработки по межвидовому переносу генов, кодирующих хлорофилл a/b – связывающий белок и малую субъединицу рибулозобис-фосфаткарбоксилазы - ключевого фермента в фотосинтетической фиксации СО2.
Гены устойчивости к некоторым гербицидам, выделенные из бактерий и дрожжей, были успешно перенесены в растения табака. Разведение устойчивых к гербицидам растений открывает возможность их применения для уничтожения сорняков непосредственно на угодьях, занятых сельскохозяйственными культурами. Проблема состоит в том, что массивные дозы гербицидов могут оказаться вредными для природных экосистем.
Некоторые культурные растения сильно страдают от нематод. Обсуждается проект введения в растения новых генов, обусловливающих биосинтез и выделение нематоцидов корневыми клетками. Важно, чтобы эти нематоциды не проявляли токсичности по отношению к полезной прикорневой микрофлоре. Возможно также создание почвенных ассоциаций «растение-бактерия» или «растение-гриб» (микориза) так, чтобы бактериальный (грибной) компонент ассоциации отвечал за выделение нематоцидов.
Важное место в выведении новых сортов растений занимает метод культивирования растительных клеток in vitro. Регенерируемая из таких клеток «молодая поросль» состоит из идентичных по генофонду экземпляров, сохраняющих ценные качества избранного клеточного клона. В Австралии из культивируемых in vitro клеточных клонов выращивают красные камедные деревья (австралийские эвкалипты), отличающиеся способностью расти на засоленных почвах. Предполагается, что корни этих растений будут «выкачивать» воду из таких почв и тем самым понижать уровень грунтовых вод. Это приведет к снижению засоленности поверхностных слоёв почвы в результате переноса минеральных солей в более глубокие слои с потоками дождевой воды. В Малайзии из клеточного клона получена масличная пальма с повышенной устойчивостью к образованию масла (прирост на 20 - 30 %).
Клонирование клеток с последующим их скринингом и регенерацией растений из отобранных клонов рассматривают как важный метод сохранения и улучшения древесных пород умеренных широт, в частности - хвойных деревьев. Растения - регенеранты, выращенные из клеток или тканей меристемы, используют ныне для разведения спаржи, земляники, брюссельской и цветной капусты, гвоздик, папоротников, персиков, ананасов, бананов.
С клонированием клеток связывают надежды на устранение вирусных заболеваний растений. Разработаны методы, позволяющие получать регенеранты из тканей верхушечных почек растений. В дальнейшем среди регенерированных растений проводят отбор особей, выращенных из незараженных клеток, и выбраковку растений. Раннее выявление вирусного заболевания, крайне важное для подобной выбраковки, может быть осуществлено методами иммунодиагностики, с использованием моноклональных антител или методом ДНК/РНК – проб. Предпосылкой для этого является получение очищенных препаратов соответствующих вирусов или их структурных компонентов.
Клонирование клеток - перспективный метод получения не только новых сортов, но и промышленно важных продуктов. При правильном подборе условий культивирования, в частности, при оптимальном соотношении фитогормонов, изолированные клетки более продуктивны, чем целые растения. Иммобилизация растительных клеток или протопластов нередко ведет к повышению их синтетической активности. Таблица 3 включает наиболее перспективные для промышленного внедрения биотехнологические процессы с использованием культур растительных клеток.
Коммерческое значение в основном имеет промышленное производство шиконина. Применение растительных клеток, которые являются высокоэффективными продуцентами алкалоидов, терпенов, различных пигментов и масел наталкивается на определенные трудности, связанные с дороговизной используемых технологий, низким выходом целевых продуктов, продолжительностью производственного процесса.
Таким образом биотехнология открывает широкие перспективы в области выведения новых сортов растений, устойчивых к неблагоприятным внешним воздействиям, вредителям, патогенам и не требующих азотных удобрений, отличающихся высокой продуктивностью.
Таблица 3 - Примеры клеточных культур – высокоэффективных продуцентов ценных соединений. ( по O.Sahai, M. Knuth, 1985. K.Hahlbrock, 1986)
oplib.ru
