Тема 3 Учение об исходном материале в селекции растений

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 7Следующая ⇒

Теоретические основы селекции разработал академик Н.И.Вавилов ( 1887-1943 гг.) – был генетиком, ботаником, географом, растениеводом, селекционером. Первый директор ВИР, который носит сейчас его имя. Один из теоретических вопросов селекции – учение об исходном материале.

3.1. Понятие об исходном материале, его виды

Исходный материал – всё разнообразие дикорастущих и культурных растений, используемых в селекции растений. Классификация исходного материала: местные сорта, селекционные (гибридные, мутантные, линейные, полиплоидные, клоны, сорта-популяции), дикорастущие популяции.

Экологический принцип внутривидовой классификации культурных растений по Н.И.Вавилову.

Понятие экотипа, агроэкотипа, экологических групп.

3.2. Интродукция и её практическое значение

Понятие интродукции: натурализация, акклиматизация. Использование интродуцированного материала: непосредственное внедрение в производство сортов или гибридов, если сорт высокоурожайный и хорошо приспособлен к местным условиям; в качестве исходного материала для создания новых сортов. Основные группы интродуцированного материала: 1) новые сорта существующих культур, 2) новые культуры, 3) источники новых признаков.

3.3. Теоретические основы интродукции растений

Учение Н.И.Вавилова о центрах происхождения и разнообразия культурных растений.

Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости, установленный Н.И.Вавиловым.

Материал переносится на самостоятельное изучение.

3.4. Мировой генофонд растений

Создание мирового генофонда растений в России, других странах. Роль ФАО в создании генофондов. Международные и государственные институты по важнейшим культурам.

Вопрос переносится на самостоятельное изучение.

Вопросы для самоконтроля

1. Что такое исходный материал в селекции растений?

2. Каковы виды исходного материала?

3. Понятие интродукции и каково её практическое значение?

4. Какие учения и законы включают теоретические основы интродукции?

5. Значение учения о центрах происхождения и закона гомологических рядов?

Тема 4. Методы отбора

Естественный отбор является одним из главных факторов эволюции. В селекции растений используются искусственный: массовый, индивидуальный. Как и естественный он бывает позитивный и негативный. А также однократный, многократный и непрерывный.

4.1. Искусственный отбор в селекции

Появился в глубокой древности на этапе примитивной селекции. Селекция, включающая все методы отбора без источника дополнительной изменчивости, является аналитической, а с использованием гибридизации – синтетической. Выявление отдельных генотипов успешно лишь при выращивании и оценке индивидуальных потомств в одинаковых условиях. Термин «отбор» применяется:

а) для обозначения отбора (выбора) на племя; б) всей системы селекционных операций; в) в семеноводстве отбор применяется для усиления или поддержания тех или иных признаков и свойств в течение всего времени возделывания его в производстве. Применяя методы селекции, селекционер создает исходный материал, из которого отбором выделяются ценные формы.

Виды отбора: массовый и индивидуальный; однократный, многократный и непрерывный, позитивный и негативный.

Цель отбора – выделение желаемых генотипов. Выбор метода отбора зависит от способа опыления культуры, характера исходного материала, поставленной задачи.

4.2. Массовый отбор, его использование

Два вида отбора: массовый и индивидуальный отбор.

Массовый отбор – фенотипический, древнейший и примитивный составляет основу аналитической селекции. Позволяет выделить формы, образовавшиеся в результате длительного взаимодействия с внешней средой. При массовом отборе предполагается, что фенотип верно отражает генотип. Новый сорт при этом является потомством лучших отобранных растений. Схема: отбор, последующая оценка в лаборатории, объединение потомств элитных растений, испытание 1 отбора в сравнении с исходным материалом и сортами-стандартами.

При многократном отборе этот процесс повторяется.

Количество отборов зависит от цели, задачи, культуры и т.д. Особенности использования в аутогамных (самоопыляющихся) и аллогамных (перекрестноопыляющихся) популяциях. Недостатки и преимущества массового отбора. Сорта разных культур, выведенные массовым отбором.

4.3. Индивидуальный отбор и его особенности

Основные принципы были разработаны еще в 19 веке. Генотипический отбор позволяет отобрать нужный генотип благодаря оценке отобранных растений по потомству. Широко используют в селекции и семеноводстве. Схема: отбор элитных растений, оценка их в лаборатории, посев отдельно каждого потомства, конкурсное испытание семей в сравнении с родительскими формами и стандартным сортом и т.д. Особенности его использования у самоопыляющихся и перекрестноопыляющихся растений. Разновидности индивидуального отбора:

- индивидуально-семейный;

- семейно-групповой;

- метод половинок;

- клоновый

Преимущества и недостатки, сорта выведенные с использованием индивидуального отбора.

Вопросы для самоконтроля

1. Почему массовый отбор является фенотипическим?

2. В чем различие между массовым и индивидуальным отбором?

3. Особенности использования отбора в аутогамных и аллогамных популяциях.

4. От каких факторов зависит выбор метода отбора?

5. Как действует отбор?

Тема 5. Гибридизация

Гибридизация – основной метод селекции растений. Селекция с использованием гибридизации – синтетическая. Новые признаки возникают на основе рекомбинации и трансгрессии. Разработаны принципы подбора родительских форм для скрещивания. Простые и сложные скрещивания. Внутривидовая и отдаленная гибридизация.

5.1. Понятие гибридизации

Гибридизация – скрещивание 2-х или более родительских форм. Новые растения – гибриды – несут новые признаки в результате рекомбинации генов и трансгрессии. Спонтанная и искусственная гибридизация (примеры). Два вида гибридизации: внутривидовая и отдаленная.

Внутривидовая гибридизация – скрещивание между сортами внутри вида. Наиболее широко используемый метод для улучшения старых и создания новых сортов всех культур, например, все районированные сорта мягкой яровой пшеницы – внутривидовые гибриды.

5.2. Особенности отдаленной гибридизации

Отдаленная гибридизация – скрещивание между видами, родами. Позволяет создать новые формы растений, уже созданы пшенично-пырейные гибриды, тритикале, фестулолиум и др.; используется и для создания новых сортов и улучшения существующих, устойчивых к болезням, пластичных, с высокой белковостью и т.д. Также для получения эффекта гетерозиса.

При отдаленной гибридизации возникают следующие проблемы: нескрещиваемость генетически отдаленных видов; не происходит оплодотворения или не завязываются семена; образуется стерильное потомство; не получают нужного сочетания признаков. Межвидовые и межродовые гибриды имеют свои особенности. Для преодоления проблем разработаны такие способы, как: удвоение числа хромосом у гибридных растений для получения аллополиплоидов; опыление гибридов F1 пыльцой третьего родственного вида; использование возвратных скрещиваний; скрещивание на уровне протопластов и др.

5.3. Принципы подбора родительских форм

Для получения желаемого генотипа нужно знать как наследуются те или иные признаки при определенных условиях развития, какие признаки несет исходный материал и подбирать формы для скрещивания, обладающие нужными признаками и свойствами.

Принципы подбора:

1. Эколого-географический (основной, Вавилов Н.И.)

2. На основе методов структуры урожая (Писарев В.Е.)

3. По продолжительности отдельных фаз вегетации

4. На основе разной устойчивости к болезням и вредителям

5. По комплексу хозяйственно-ценных признаков

6. По комбинационной способности

7. Специфические методы подбора пар

Вопросы для самоконтроля:

1. В чем различие между аналитической и синтетической селекцией?

2. Какие селекционные задачи можно решить методом гибридизации?

3. Каковы принципы подбора пар для скрещивания?