Автор: Пользователь скрыл имя, 15 Апреля 2012 в 12:39, шпаргалка
Работа содержит ответы на вопросы к зачету по "Семеноводству".
| 1. Развитие и достижение селекции в нашей стране и за рубежом. Селекция- это наука о выведение новых сортов растений. История развития селекции. 1 этап – примитивная селекция. Введение в культуру новых растений. 2 этап – народная селекция. Крестьяне начали выводить сорта, приспособленные к конкретным условиям. Появились сорта которые называются местные. 3 этап – промышленная селекция. Создаются первые фирмы. 4 этап – научная селекция. 1-ое основное направление – это создание сортов с высокой потенциальной продуктивностью, которая бы в производственных условиях реализовалась на 70-80%. При этом необходимо учитывать природно-экономические условия зоны, учитывать критические периоды в развитии растений. 2-ое направление получение сортов с высокой экологической пластичностью «Мироновская 808», «Московская 39» оз.пшеница. 3-ие приспособление к условиям механического производства.4-ое устойчивость к болезням и вредителям. За годы Советской власти Селекция растений сделала большие успехи, что позволило резко поднять урожайность с.-х. культур. В 1959 районирован сорт озимой пшеницы Безостая 1 (интенсивного типа), выведенный П. П. Лукьяненко (методом гибридизации географически отдалённых форм и индивидуального отбора). Урожайность его в производственных условиях 40—50 ц с 1 га. Известны работы Н. В. Цицина по отдалённой гибридизации злаков. Им впервые в мире получены пшенично-пырейные гибриды, пшенично-элимусные гибриды, многолетняя и зернокормовая пшеницы. В С. пшеницы особое внимание уделяется созданию высокоурожайных короткостебельных с комплексом полезных признаков сортов озимой и яровой пшеницы для условий орошаемого земледелия, гибридной пшеницы, высокобелковых ржано-пшеничных амфидиплоидов (тритикале). Применяя те же методы, что и в СССР, селекционеры ряда стран добились больших успехов. В качестве исходного материала используют сорта и гибриды многих стран. Достигнуты значительные успехи в С. короткостебельной стекловидной озимой пшеницы — сорта Гейнз, Ньюгейнз, Кэпрок (последний отличается высокой урожайностью в условиях орошения, иммунностью к бурой ржавчине и мучнистой росе, устойчивостью к полеганию, высокими мукомольными и хлебопекарными качествами). Американские селекционеры работают над созданием кормовой многолетней пшеницы, которая характеризовалась бы высокой кустистостью, солевыносливостью, устойчивостью к болезням и значительным содержанием белка, а также гибридной пшеницы. В С. риса большое внимание уделяется выведению скороспелых и среднеспелых высокобелковых сортов, устойчивых к низкой температуре воды, а также двухурожайных сортов. Наиболее распространённые сорта этой культуры -- Нато, Нова, Колуза и др. Достигнуты успехи и в С. кукурузы. Получены высокоурожайные гибриды с повышенным содержанием белка, лизина и масла в зерне, а также сорта лопающейся кукурузы с хорошими вкусовыми и технологическими качествами. | 3.Понятие
о гибридах |
| 4.Значение сортов сельскохозяйственных растений в земледелии. Требования предъявляемые к сортам и гибридам с.-х. растений. Модель сорта. Сорта с хозяйственной точки зрения различаются прежде всего тем, что в одних и тех же условиях могут давать разные урожаи. В современном земледелии сорт выступает как самостоятельный фактор повышения урожайности любой сельскохозяйственной культуры и наряду с агротехникой имеет большое, а в ряде случаев решающее значение для получения, высоких и устойчивых урожаев. Рост урожайности сельскохозяйственных культур в процессе интенсификации земледелия происходит как благодаря улучшению условий их возделывания, так и за счет использования новых, более продуктивных сортов. При этом, как показывают специально поставленные опыты, роль сорта оказывается значительной. Многие сельскохозяйственные растения имеют хозяйственно-биологические свойства, ограничивающие возможности их возделывания в тех или иных почвенно-климатических зонах. К ним относятся недостаточная зимостойкость озимых, слабая засухоустойчивость, позднеспелость, полегаемость, поражаемость болезнями и повреждаемость вредителями многих зерновых и других культур и т. д. Повышение устойчивости растений к неблагоприятным условиям возделывания достигается приемами агротехники. Однако наряду с ними важное, а часто решающее значение принадлежит сорту. Большое значение селекция имеет в борьбе с полеганием хлебов. Агротехническими средствами предотвратить или даже уменьшить его чрезвычайно трудно. В нашей стране и за рубежом выведен ряд устойчивых к полеганию сортов озимой пшеницы, ржи, риса и ячменя. Требования к сортам: высокая урожайность, широкая экологическая пластичность, приспособленность к механизированному возделыванию, устойчивость к болезням и вредителям, качество продукции, вегетативный период и т. д. При этом учитывается уровень агротехники, направление использования культуры. Модель сорта — программа на ближайшее будущее, когда реально возможная урожайность сочетается хоть и не с идеальными свойствами, но лучшими чем из имеющихся сортов. Теоретически обоснованный генотип. | |
| 2.Понятие о сорте сельскохозяйственных растений. Классификация сортов. Сортом называется группа сходных по хозяйственно-биологическим и морфологическим признакам культурных растений, отобранных и размноженных для возделывания в соответствующих природных и производственных условиях с целью повышения урожайности и качества продукции. 1. Группа растений, составляющих сорт, имеет общее происхождение. Она является размноженным потомством одного или немногих растений. 2. Размножая родоначальные исходные растения, в их потомстве путем отбора добиваются сходства по хозяйственно-биологическим свойствам и морфологическим признакам. Степень этого сходства зависит от исходного материала и методов отбора. 3. Сорт создается для возделывания в определенных природных условиях. Он может быть высокоурожайным в одной почвенно-климатической зоне и не иметь преимуществ в других зонах. 4. Сорт создается для возделывания в определенных производственных условиях и должен соответствовать достигнутому уровню механизации и культуры земледелия. 5. В соответствующих природных и производственных условиях сорт должен обеспечивать получение устойчивых урожаев и высококачественной продукции. Всего насчитывается около 10.000 сортов различных растений. Классификация сортов: 1) по происхождению а)местные, б)селекционные, 2) по способам выведения а)сорта-поппуляции, выведен методом массового отбора, б)сорт-линия, потомстово одного самоопыленного растения, в)сорт-клон, это потомство одного растения вегетативного размножения, г)сорт-бленд, это искусственно созданная смесь специально подготовленных элементов. 3) по семеноводческому принципу, а)районированные, б)дефицитные, в)перспективные. | |
| 6.Работа Н. И. Вавилова о гомологических рядах в наследственной изменчивости и ее использование в селекции растений. При создании новых сортов при помощи искусственного мутагенеза исследователи используют закон гомологических рядов Н. И. Вавилова. Организм, получивший в результате мутации новые свойства, называют мутантом. Большинство мутантов имеет сниженную жизнеспособность и отсеивается в процессе естественного отбора. Для эволюции или селекции новых пород и сортов необходимы те редкие особи, которые имеют благоприятные или нейтральные мутации. 1. Виды и роды, генетически близкие, характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости с такой правильностью, что, зная ряд форм в пределах одного вида, можно предвидеть нахождение параллельных форм у других видов и родов. Чем ближе генетически расположены в общей системе роды и линнеоны, тем полнее сходство в рядах их изменчивости. 2. Целые семейства растений в общем характеризуются определенным циклом изменчивости, проходящей через все роды и виды, составляющие семейство. | |
| 5.Понятие об исходном материале. Использование в качестве исходного материала для селекции существующих в природе растений. От исходного материала зависит успех селекционной работы. Исходным материалом в селекции называют культурные и дикие формы растений, используемые для выведения новых сортов. В качестве исходного материала используют: 1)формы и сорта растений, имеющиеся в большом разнообразии в природе, 2)формы растений создаваемые в самом процессе селекции путем гибридизации и при искусственном воздействии различных внешних условий. В селекции применяют следующие основные виды и способы получения исходного материала. 1. Естественные популяции. К ним относятся дикорастущие формы, местные сорта культурных растений и образцы мировой коллекции с-х растений. 2. Гибридные популяции. Различают 2вида: 1)внутривидовые, получаемые в результате скрещивания сортов и форм в пределах одного вида, 2)создаваемые путем скрещивания разных видов и родов растений. 3. Самоопыленные линии (инцухт-линии). Служат важным источником исходного материала в селекции. Образующиеся при скрещивании гибридные семена используют в течение одного года. 4. Искусственные мутации и полиплоидные формы. Этот вид исходного материала создается путем воздействия на растения различными видами радиации, химическими веществами, температурой и др. мутагенными средствами. Наряду с перечисленными объектами (каллусная, суспензионная культура, изолированные протопласты), в качестве исходного материала для селекции могут быть использованы культуры соматических или андрогенных эмбриоидов, такие органогенные экспланты, как сегменты листьев или различные меристематические и стеблевые части растений , а также культура изолированных зародышей. Например, путем культивирования и селекции in vitro зародышей из семян получены растения ячменя, устойчивые к аналогам аминокислот, с улучшенным содержанием белка. Для картофеля разработан эффективный метод обработки побегов и черенков мутагеном, приводивший к получению химерных мутантов хлорофиллдефектности и антибиотикоустойчивости. | 7.Учение Н. И . Вавилова о центрах происхождения культурных растений. Создание, изучение и использование мирового генофонда растений. С целью изучения многообразия и географического распространения культурных растений Н. И. Вавилов выделил 7 центров происхождения культурных растений. 1. Южноазиатский тропический (Индийский, или Индонезийско-Индокитайский). рис, сахарный тростник, финиковая пальма, бананы, персик, некоторые плодовые и овощные культуры, 2. Восточноазиатский (Китайский, или Китайско-Японский). Соя, просо, гречиха, камфорное дерево,таро, чай, некоторые овощные культуры, цитрусовые, кокосовая пальма, манго 3.Юго-Западноазиатский (Переднеазиатский и Среднеазиатский). пшеница, рожь, бобовые плодовые (яблоня, груша), овес, морковь, инжир, виноград, дикие родственники пшеницы, плодовых, опийный мак 4. Средиземноморский. Чечевица, маслина, свекла, капуста, лен 5. Абиссинский(Эфиопский). Твердая пшеница, ячмень, хлебный злак кофейное дерево, некоторые виды сорго, коровий горох, арбуз, 6. Центральноамериканский (Южномексиканский, или Среднеамериканский). длинноволокнистый хлопчатник, арахис, тыква, сладкий картофель, фасоль, авокадо, Кукуруза, какао, табак, арахис 7 . Южноамериканский (Андийский). томаты, хинное дерево, кокаиновый куст, картофель. Таким образом, обнаружение спонтанных или индуцированных мутаций у одного вида дает основания для поисков сходных мутаций у родственных видов растений или животных. Из мирового генофонда ученые выделяют генетические источники хозяйственно ценных признаков: урожайности, скороспелости, устойчивости к болезням и вредителям, засухоустойчивости, устойчивости к полеганию и др. Современные генетические методы дают возможность добиваться в селекции растений очень крупных успехов. Так, использование ценных генов дикого эфиопского ячменя позволило создать выдающийся по продуктивности сорт ярового ячменя Одесский 100. |
| 11.Массовый отбор. Схемы и техника проведения массового отбора. Его применение в селекции и семеноводстве. Массовый отбор. Состоит в том, что из исходной популяции отбирают элитные растения, отвечающие цели селекции. Их семена объединяют и создают новую популяцию. При этом методе предполагают, что фенотипы отобранных растений правильно отражают их генотипы. Это продолжительность вегетационного периода, срок цветения, высота растений, абсолютная масса семян. Массовый отбор делится на однократный и многократный. При массовом отборе часть семян элитных растений используют в следующий вегетационный период для проверки результата отбора по сравнению с исходным материалом и со стандартным сортом путем проведения сортоиспытания в нескольких повторностях. Другую часть семян высевают как первое поколение потомств элитных растений с целью продолжения отбора (если отбор проводили по количественному признаку). В аутогамных популяциях при отборе по качественному признаку ограничиваются однократным отбором. В работе с сортами отдельных культур для поддержания некоторых показателей, например сахаристости у сахарной свеклы, необходимо применять непрерывный массовый отбор. Если новая популяция отвечает поставленной цели селекции и превосходит находящийся в производстве стандартный сорт, тогда организуют предварительное размножение нового сорта и передают его в государственное сортоиспытание. Для этого разработаны два основных метода: массовый отбор при контролируемом опылении и повторяющийся (рекуррентный) отбор по фенотипу. Массовый отбор при контролируемом опылении. В случае опыления выделенных элитных растений пыльцой всей популяции результативность отбора примерно наполовину ниже по сравнению с взаимным опылением только элитных растений. При контролируемом опылении до начала цветения из исходного материала выбраковывают и удаляют все особи, которые не отвечают цели селекции, что составляет в среднем около 90% особей исходной популяции. Тогда во время цветения перекрестное опыление происходит только между элитными растениями. Однако такой простой вид контролируемого опыления возможен, если признаки, по которым ведется отбор, можно оценить перед цветением. Но часто нужно проводить отбор по тем признакам, которые проявляются после цветения. В этом случае удовлетворительное контролируемое опыление может быть осуществлено после отбора до цветения по косвенным признакам, коррелирующим с признаками, проявляющимися после цветения. Другой способ контролируемого опыления применим в условиях длительного цветения. На основе оценки первых соцветий (величина, число семян, устойчивость к болезням и т.п.) проводят негативный отбор, выбраковку неудовлетворительных особей. В поле остаются только элитные растения, соцветия которых могут переопыляться лишь между собой. Семена этих соцветий используют для получения следующего поколения. | 12. Концепции и принципы подбора родительских пар при скрещиваниях. Эколого-географическая систематика культурных растений (по Н. И . Вавилову). Для выведения новых, высокопродуктивных и морозостойких сортов И . В. Мичурин придавал большое значение правильному, умелому подбору родительских пар (производителей) при скрещивании . Подбирая растения для скрещивания , И . В. Мичурин учитывал историю их происхождения и ценность хозяйственных признаков. И .В. Мичурин разработал и широко использовал метод скрещивания географически отдаленных форм и доказал, что чем дальше отстоят между собой пары скрещиваемых растений-производителей по месту их родины и условиям их среды, том легче приспособляются к условиям среды в новой местности гибридные сеянцы. Гибридом (гибридным сеянцем) называют растение, обладающее в той или иной степени свойствами двух различных растений — материнского и отцовского. Эколого-географическая систематика дает селекционеру возможность ориентироваться в огромном многообразии культурных растений и помогает отыскивать нужные формы и сорта. В пределах нашей страны проведено эколого-географическое изучение многих культур, выделены и описаны основные экотипы, сложившиеся в связи с условиями местообитания и возделывания. Например, для пшеницы установлены следующие основные экологические группы: степная, лесостепная, лесная, западноевропейская, предгорная азербайджанская. Изучение культурных растений на основе эколого-географических принципов позволило выяснить роль естественного и искусственного отбора и значение внешних условий в формировании различных экотипов. В полном соответствии с учением Дарвина эколого-географическая систематика устанавливает, что эволюция культурных растений во времени и в различных географических условиях связана с производственной деятельностью человека — отбором и возделыванием их. Н. И. Вавилов предложил схему внутривидовой систематики культурных растений, основанную на эколого-географическом принципе. Вид — Эколого-географические типы — Ботанические разновидности — Формы и сорта. |
| 13. Типы скрещиваний. Особенности их применения. Благодаря различным системам скрещивания селекционер может сочетать в одном организме определенные наследственные признаки или избавиться от нежелательных. В селекции используют следующие системы скрещиваний: отдаленная гибридизация, инбридинг и аутбридинг. Отдаленная гибридизация (скрещивание разных видов и родов) используется в селекции растений, животных, микроорганизмов. Но для применения этого метода приходится преодолевать биологические барьеры: несовпадение циклов размножения, несовпадение строения полового аппарата, несовместимость пыльцевых трубок и тканей пестика, стерильность гибридов и др. Наибольшее распространение отдаленная гибридизация получила в селекции растений, так как при вегетативном размножении нет проблемы стерильности гибридов. В практике широко используется гибридизация сахарного тростника, картофеля, винограда, злаков. Инбридинг (близкородственное скрещивание) используется для разложения популяции на гомозиготные линии. У растений при самоопылении частота гетерозигот уменьшается вдвое в каждом поколении, в то же время увеличивается частота гомозигот. При инбридинге возрастает число рецессивных гомозигот, поэтому происходит увеличение вероятности появления организмов с аномалиями, снижение жизнеспособности, урожайности, устойчивости к заболеваниям. Это явление называется инбредная депрессия. Однако в природе существуют виды, для которых самооплодотворение является нормой, к таким видам принадлежат ячмень, горох, фасоль, пшеница и др. К противоположному эффекту приводит аутбридинг (неродственное скрещивание). При этом скрещиваются породы, принадлежащие к одной породе или сорту, так и к разным (кроссбридинг). Аутбридинг ведет к повышению жизнеспособности, плодовитости, устойчивости к заболеваниям, так как при скрещивании неродственных особей вредные мутации переходят в гетерозиготное состояние. Аутбридинг получил широкое распространение в селекции. Он применяется для объединения в одном организме разных ценных свойств, для выведения новой породы или сорта путем комбинации различных признаков. | 14. Отдаленная гибридизация и ее использование в селекции . Метод отдаленной гибридизации может быть использован в селекции для решения разнообразных задач 1. Чаще всего к нему прибегают для улучшения сортов культурного вида за счет передачи им отдельных хозяйственно-ценных признаков, например устойчивости к болезням, от других как дикорастущих, так и возделываемых видов. Процесс, в результате которого малое количество зародышевой плазмы одного вида передается другому, получил название интрогрессии: Он основан на повторных возвратных скрещиваниях гибридных потомств с культурной родительской формой. Таким путем может быть обеспечена передача отдельных признаков одного вида другому при сохранении таксономической целостности последнего. Это может осуществиться и в естественных условиях. 2. При скрещивании близкородственных видов можно путем генетической рекомбинации добиться наиболее желательного сочетания ценных признаков родительских форм. Относительно константные межвидовые гибриды, представляющие собой смешанные по генному составу формы, могут в отдельных случаях возникать и в естественных условиях в результате длительной естественной гибридизации. 3. В результате межвидовой гибридизации можно добиться нового выражения признака, не свойственного ни той, ни другой родительской форме. Это имеет особенно большое значение в селекции декоративных растений, где привлекает внимание новизна окраски, формы и размера цветков. 4. Путем межвидовых скрещиваний и последующего удвоения у гибрида числа хромосом можно получать аллополиплоидные формы, объединяющие свойства обоих видов. 5. При скрещивании отдаленных форм гибриды первого поколения часто обнаруживают сильный гетерозис, что с успехом может быть использовано на практике. Отдаленную гибридизацию можно также применять для решения других конкретных селекционных задач. Любой вид растений в природе представлен большим разнообразием форм. Поэтому при проведении межвидовых скрещиваний целесообразно использовать в качестве родительских только те формы, которые в наибольшей степени обладают интересующими селекционера признаками. |
| 15. Трудности, встречающиеся при применении отдаленной гибридизации и методы их преодоления. При отдаленной гибридизации селекционер сталкивается с рядом трудностей. Основные из них следующие: 1) нескрещиваемость генетически далеких видов; 2) неспособность гибридных семян к прорастанию; 3) стерильность гибридов. Нескрещиваемость разных видов. Известны разнообразные методы преодоления нескрещиваемости растений, относящихся к разным видам и родам, использование разных биотипов, изменение уровня плоидности у родительских форм, получение посредника, проведение опыления на ранних этапах развития пыльцы, укорачивание столбика или внутризавязное опыление, удаление рыльца перед опылением и замена его кусочком питательной смеси, обработка пестиков стимуляторами роста, опыление смесью пыльцы, и др. Для совмещения сроков цветения разных видов применяют методы длительного хранения пыльцы. При длительном покое или замедленном прорастании гибридных семян выращивание зародышей на искусственных средах также позволяет ускорить получение сеянцев. Стерильность гибридов первого поколения. При отдаленной гибридизации приходится сталкиваться не только с возможной нескрещиваемостью разных видов или неспособностью гибридных семян к прорастанию. Важную проблему представляет пониженная плодовитость или полная стерильность гибридов F1. При этом можно принять за правило, что чем дальше отстоят друг от друга в филогенетическом отношении скрещиваемые формы, тем сильнее выражена стерильность их гибридов. Она имеет либо хромосомную, либо генную основу, а также может быть вызвана несовместимостью ядра и цитоплазмы у родительских форм. Хромосомная стерильность обычно обусловлена различиями в числе или гомологии хромосом у скрещиваемых видов. Несовместимость ядра и цитоплазмы скрещиваемых видов может проявляться по-разному, начиная от стерильности пыльцы гибридных растений и кончая гибелью проростков в ранний период их развития. Для преодоления стерильности гибридов первого поколения применяют различные методы, из которых можно выделить два главных: 1) возвратные скрещивания; 2) удвоение числа хромосом у гибрида. Применение возвратных скрещиваний основано на том, что женские гаметы гибрида обычно обладают большей жизнеспособностью, чем мужские. Использование для опыления гибрида нормальной пыльцы одного из родительских компонентов позволяет получить семена для дальнейшей работы. С этой же целью гибриды первого поколения можно опылять пыльцой третьего вида. Однако наиболее надежный метод преодоления стерильности межвидовых и межродовых гибридов F1 - удвоение у них числа хромосом. Поскольку у полученных таким путем амфидиплоидов каждый тип хромосом представлен парой, то мейоз протекает в основном нормально с образованием жизнеспособных гамет, содержащих по одному геному скрещиваемых видов. | 16. Гетерозис, закономерности его проявления, генетическая основа и использование в селекции и семеноводстве. Под термином гетерозис в самом широком смысле слова понимают все положительные эффекты, ведущие к превосходству гибридов первого поколения (F1) над родительскими формами. Гетерозис в полной мере проявляется в первом гибридном поколении. При генеративном размножении в последующих поколениях он быстро теряется. У вегетативно размножающихся растений, например у картофеля, сахарного тростника, батата, маниока и др., гетерозис передается вегетативному потомству стойко, так как все растения клона генотипически соответствуют исходной материнской особи. Для практического использования гетерозиса у генеративно размножающихся видов растений необходимо проводить в крупных масштабах скрещивания определенных партнеров (линий, сортов), чтобы обеспечивать полученными гетерозисными семенами производство, так как уже во втором поколении гетерозис может не проявиться, и гибриды более поздних поколений не превосходят обычные сорта. Селекцией на гетерозис называют создание гибридов первого поколения, отличающихся высоким гетерозисом по урожайности, качеству продукции и другим хозяйственно важным признакам. В отличие от комбинационной селекции, при которой скрещивания проводят в начале селекционного процесса, чтобы создать генетическую изменчивость для отбора, при селекции гетерозисных гибридов скрещивание служит для массового получения семян и их дальнейшего практического использования в производстве и представляет последний этап селекционного процесса. Селекция гетерозисных гибридов имеет большое значение для сельскохозяйственного производства. Эти гибриды часто по урожайности превышают обычные свободноопыляющиеся сорта на 30% и выше. В некоторых случаях гетерозисный эффект достигает 50%. Долгое время явление гетерозиса пытались объяснить отдельными генетическими факторами. Возникло несколько гипотез. Так, гипотеза сверхдоминирования объясняет проявление гетерозиса гетерозиготным состоянием гибридов (ХХ*хх = Хх - гетерозисный эффект). Вторая классическая гипотеза о проявлении гетерозиса, так называемая гипотеза доминирования, исходит из того, что не гетерозиготное состояние само по себе, а вызванное скрещиванием накопление доминантных аллелей продуктивности приводит к гетерозису. Многие исследования, проведенные после появления указанных гипотез, показали, что причины проявления гетерозиса комплексные. Очевидно, гетерозис обусловлен физиологической сбалансированностью процессов обмена веществ, что достигается гетерозисными гибридами легче, чем гомозиготными формами. На основании этого была выдвинута концепция генетического баланса. |
| 17.
Схема селекции
гетерозисных гибридов.
Гетерозисная селекция состоит из нескольких
этапов. Селекционная работа начинается
с выбора исходного материала, из которого
создают самоопыленные линии. Затем изучают
комбинационную способность этих линий,
а наиболее пригодные к комбинированию
используют в качестве родительских форм
для создания простых, двойных и других
типов гибридов и для составления гибридных
популяций. У аутогамных видов растений
необходимость создания линий отпадает,
так как вследствие естественного самоопыления
уже имеющиеся сорта практически представляют
собой линии. Поэтому исходный материал
(различные сорта) можно сразу включать
в испытание на комбинационную способность.
Гетерозис наиболее широко используют
у кукурузы, поэтому этапы селекции гетерозисных
гибридов излагаются ниже на примере данной
культуры. Но в основном они общие для
всех видов растений.
|
19.
Виды мужской стерильности (ЦМС,
ГМС, самостерильность). Производство
семян гетерозисных гибридов на основе
мужской стерильности.
Производство гибридных
семян на основе ЦМС. Цитоплазматическая
мужская стерильность основана на взаимодействии
между генами ядра (хромосом) и генами
или детерминаторами, находящимися в цитоплазме.
Собственно причина ЦМС заключена в цитоплазме.
Цитоплазму, содержащую гены мужской стерильности,
обозначают символом S, цитоплазму, не
обусловливающую мужскую стерильность,
- символом N. Действие "стерильной"
цитоплазмы зависит от присутствия в ядре
клетки аллелей генов – восстановителей
фер-тильности, обозначаемых символом
Rf-rf. Стерильная цитоплазма S вызывает
стерильность мужских генеративных органов
цветка, если в ядре клетки присутствует
рецессивный аллель rf гена - восстановителя
фертильности. Доминантный аллель Rf подавляет
(ингибирует) действие цитоплазматических
генов мужской стерильности. Таким образом,
в зависимости от генов, контролирующих
мужскую фертильность, возможны следующие
типы идиотипической конституции самоопыленных
линий: N RfRf и N rf rf - мужская фертильность,
обусловленная "фертильной" (нормальной
цитоплазмой) S RfRf - мужская фертильность,
вызванная тем, что действие "стерильной"
цитоплазмы подавляется доминантным аллелями
гена – восстановителя фертильности.
S rfrf - мужская стерильность. Создание
гибридов на основе
ГМС. Генная мужская стерильность помимо
цитоплазматической может быть вызвана
и ядерными генами (Ms-ms). Так как гомозиготные
стерильные формы msms невозможно размножать
в качестве линий, их постоянно следует
воспроизводить из гетерозиготных форм
Msms. В потомстве гетерозиготного по гену
мужской стерильности растения (Msms) выщепляется
25% стерильных форм (msms) и более. Мужскифертильные
формы (Msms и MsMs) выбраковывают. Их можно
распознать с помощью сигнальных (маркерных)
признаков, которые обусловлены генами,
сцепленными с доминантным аллелем гена
стерильности (Ms) и проявляющими свое действие
на ранних этапах онтогенеза. Формы, обладающие
ЦМС (msms), можно без ручной кастрации опылитъ
пыльцой другой формы с хорошей комбинационной
спорностью для получения гибридов.
Создание гибридов на
основе самостерильности. Самостерильн |
| 10.Применение
метода индивидуального
отбора в селекции
перекрестноопыляющихся
культур. Схемы отборов. Индивидуальный
отбор – отбор отдельных особей
с учетом наследственной стойкости признаков,
обеспечивающих совершенствование породных
качеств. У перекрестноопыляющихся культур
отбор ведется только по материнским растениям,
и неизвестно, пыльцой каких растений
опылилось отбираемое растение. Поэтому
для повышения эффективности отбора у
перекрестноопылителей необходимо контролировать
переопыление, не допуская опыления ценных
растений пыльцой малоценных форм. В порядке
возрастания степени контролирования
опыления схемы индивидуального отбора
у перекрестноопылителей можно расположить
следующим образом: 1) семейственный, или
простой фамильный, отбор; 2) семейственно-групповой
отбор; 3) метод половинок, или метод резервов;.
4) метод индивидуально-семейственного
отбора, или метод кровных линий; 5) метод
парных скрещиваний; 6) метод инцухта, или
принудительного самоопыления. Семейственный,
или простой фамильный, отбор. Особенность
его заключается в следующем: повторный
отбор элитных растений ведут по лучшим
потомствам ежегодно в питомнике, где
проводят испытание потомств. Недостатки
его: 1) не контролируется переопыление
- происходит переопыление между лучшими
и худшими потомствами; 2) нельзя применять
в качестве стандарта районированный
сорт, чтобы не допустить переопыления
его с испытуемыми семьями. Метод половинок,
или резервов. Семена (аждого элитного
растения делят на две части: одну часть
семян и всех элитных растений используют
для оценки потомств. В следующем году
на изолированных участках сеют вторую
часть семян растений, но только тех, которые
дали лучшие потомства, отбор повторяют.
Достоинство метода половинок в том, что
в том случае в большей степени контролируется
переопыление, оно допускается только
между лучшими потомствами. Благодаря
этому результативность работы данным
методом высокая. В питомнике испытания
потомств можно вводить в качестве стандарта
районированный сорт и тем обеспечить
более точную оценку, Недостаток метода
- в длительности работы, так как год отбора
чередуется с годом испытания потомств.
При малом числе отбираемых и высеваемых
в питомнике вторых половинок потомств
может происходить сужение наследственной
основы. Нужны поэтому большие масштабы
отбора. | |
| 9.Применение метода индивидуального отбора в селекции самоопыляющихся культур. Схемы отборов. Индивидуальный отбор – отбор отдельных особей с учетом наследственной стойкости признаков, обеспечивающих совершенствование породных качеств. Сущность этого метода состоит в том, что отбирают отдельные растения, потомство каждого из которых размножают в дальнейшем раздельно. Исходные, родоначальные особи многократно проверяют по потомству. Потомства худших, случайно отобранных растений выбраковывают. Выращивая рядом в одинаковых условиях и в разные годы, сравнивают сотни потомств отобранных элитных растений. Это дает возможность устанавливать различия между наследственными генотипическими, и наследственными фенотипическими изменениями и, пользуясь этим, выделять и размножать лучшие потомства. При работе с самоопыляющимися культурами применяют, как правило, однократный индивидуальный отбор. Исходным материалом для него служат естественные, гибридные и мутантные популяции. | |
| 8.Естественный и искусственный отбор, их значение в эволюции и селекции. Учение Иогансена о "популяциях" и "чистых линиях" Закономерности отбора в них. Естественный отбор — процесс выживания особей с полезными в данных условиях среды наследственными изменениями и оставление ими потомства — главная движущая сила эволюции. Ненаправленный характер наследственных изменений, их разнообразие, преобладание вредных мутаций и направляющий характер естественного отбора — сохранение особей только с полезными в определенной среде наследственными изменениями. Искусственный отбор — основной метод селекции, которая занимается выведением новых сортов растений. Искусственный отбор — сохранение человеком для последующего размножения особей с наследственными изменениями, интересующими селекционера. В 1903 г. появилась работа В. Иогансена «О наследовании в чистых линиях и в популяциях», в которой он, продолжая двигаться по пути Гальтона и Вейсмана, предпринял решительную попытку вырыть непроходимую пропасть между «фенотипическими» и «генотипическими» изменениями. Это была в то же время вылазка с целью разрушить в самом основании дарвиновскую теорию единства и взаимообусловленности онтогенеза и филогенеза. Модификационные изменения, не передаются по наследству, поэтому отбор в наследственно «чистых» линиях бессилен создать генетически новые формы; отбор всякий раз только на время онтогенеза выделяет эфемерные фенотипы. Иогансен не отрицал возможности появления «мутаций», но и они, согласно его концепции, в природных условиях едва ли могут быть материалом для творческой деятельности отбора, ибо перемешиваются с флюктуациями. | 20.
Мутации, способы
их получения.
Чувствительность
растений к мутагенам.
Использование мутаций
в селекции . Важнейшим
источником изменчивости в природе являются
мутации. В селекции используются как
естественные, так и индуцированные мутации .
Например, у дикого вида люпина были обнаружены
мутанты с безалколоидными семенами. Из
них путем искусственного отбора был выведен
безалколоидный сорт люпина. Индуцированные
мутации , получаемые при использовании
различных мутагенов, открывают новые
возможности для создания неоднородности
в исходном генетическом материале. В
селекции, особенно в растениеводстве
широко используются геномные мутации
— авто- и аллополиллоидию. Автополиплоиды
обычно обладают повышенными размерами
и массой (урожайностью), но имеют пониженную
фертильность. Существуют триплоидные
и тетраплоидные формы многих культурных
растений -свеклы, мака, кукурузы и др.
Аллополиплоидизация позволяет устранить
отдельные недостатки отдаленной гибридизации
(стерильность гибридов) и получить новые
устойчивые сорта. Аллополиплоидом (амфидипло-идом)
является сорт тритикале (гибрид пшеницы
и ржи). Чувствительность растений к мутагенам
можно оценивать по энергии прорастания
семян, всхожести, выживаемости растений,
степени плодовитости и стерильности,
энергии роста, числу и типу хромосомных
перестроек в первом митозе в клетках
проростков. Мутации -- качественные или
количественные изменения ДНК клеток
организма, приводящие к изменениям их
генотипа. Возникающие мутации
могут передаваться по наследству в ряду
поколений. При половом способе размножения
это касается только лишь изменений генетического
материала половых клеток и их предшественников
(генеративные мутации), в то время
как мутации соматических клеток
(соматические мутации) остаются
“достоянием” особи-носителя. Однако
у организмов, размножающихся вегетативным
путем, соматические мутации могут
передаваться потомкам. Этот факт имеет
огромное значение для селекции
растений. Существует несколько принципов
классификации мутаций. Типы мутаций:-
по изменению генотипа:а) генные,б) хромосомные,в)
геномные. - по изменению фенотипа:а) морфологические,б)
биохимические,в) физиологические,г) летальные-
по отношению к генеративному пути:а) соматические,в)генеративные.
- по поведению мутации в гетерозиготе:а)доминантные,б)
рецессивные. - по локализации в клетке:а)ядерные,б)
цитоплазматические.- по причинам возникновения:а)
спонтанные,б) индуцированные. |
| 18.
Инцухт-линии, методы
их получения.
Способы выявления
комбинационной способности
у самоопыленных
линий. Самоопылённая
линия, инбредная линия, инцухт-линия,
потомство одного перекрёстноопыляющегося
растения, полученное в результате многократного
принудительного самоопыления. При многократном
самоопылении жизнеспособность и урожайность
самоопылённой линии снижаются, а
однородность в генотипическом отношении
увеличивается. Гибриды от скрещивания
таких самоопылённых линий между собой
значительно превосходят по мощности
развития и урожаю зерна родительские
формы, что используется для производства
гибридных семян кукурузы, сахарной свёклы, огурца и других
культур. В качестве исходного материала
для инцухт-линии служат сорта или гибриды.
В последовательных поколениях проводят
отбор, пока не будет достигнута нужная
однородность самоопылённой линии
(обычно она достигается через 6 поколений).
При отборе особое внимание обращают на
комбинационную способность инцухт-линии.
Отбирают только те инцухт-линии, которые
при скрещивании дают высокоурожайные
гибриды. Инцухт-линии используют для
получения гибридов разных типов: простых
межлинейных, двойных межлинейных, сортолинейных
и др. Наиболее урожайны межлинейные гибриды,
которые широко применяются, например,
в производстве кукурузы. Комбинационная
способность, способность линии
или сорта при сочетании их в различных
гибридных комбинациях давать в первом
поколении гибридов потомство, характеризующееся
различным относительно некоторого, условно
принятого уровня выражением того или
иного признака или свойства. Взаимное
поведение двух особей, взятых для скрещивания,
изучается путем определения продуктивных
возможностей их потомков по сравнению
с др. партнерами скрещивания или со свободно
опыляемыми разновидностями. Комбинационная
способность квалифицируется
как генетическое свойство со слабым индивидуальным
действием. Различают общую и специфическую
комбинационную способность.Общая
комбинационная способность —
это комбинационная способность самоопыленных
линий или сортов, определяемая средней
величиной гетерозиса во всех исследованных
гибридных комбинациях с участием этих
форм. Специфическая комбинационная способность
— комбинационная способность самоопыленной
линии или сорта, определяемая величиной
гетерозиса в какой-нибудь конкретной
комбинации. Если величина гетерозиса
в гибридной комбинации линии с данной
формой значительно выше, чем это можно
было предполагать на основании общей
комбинационной способности линии,
говорят о высокой специфической комбинационной
способности. | |