Как называется скрещивание растений

Обновлено: 07.07.2024

Селекция — это наука, задача которой состоит в исследовании и разработке методов выведения новых и улучшения уже существующих сортов растений, пород животных, штаммов микроорганизмов.

Селекция — это отрасль сельского хозяйства, занимающаяся выведением новых сортов сельскохозяйственных культур и пород животных.

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.

Список и описание методов селекции растений

Методы селекции растений:

Гибридизация — это процесс скрещивания двух различных по генотипу организмов, размножающихся половым путем. Возникшие в результате данных скрещиваний особи называются гибридами.

Гибридизация подразделяется на:

Инбридинг — близкородственное скрещивание, приводящее к повышению гомозиготности. Основное применение — для получения чистых линий. Является единственным методом, использование которого направлено на сохранение сорта в чистом виде.

Инбридинг происходит при самоопылении перекрестноопыляемых растений. Растения подбирают такие, гибриды которых дают максимальный эффект гетерозиса.

Эффект гетерозиса заключается в свойстве гибридов превосходить по отдельным признакам лучшего из родителей. Данный эффект быстро угасает, часто наблюдается бесплодие.

ослабление организмов, снижение их устойчивости к воздействиям среды;
повышение заболеваемости;
накопление вредных рецессивных аллелей.

Аутбридинг — скрещивание растений, относящихся к разным сортам, видам, родам.
Аутбридинг приводит к повышению гетерозиготности у потомства, соответственно — к повышению гетерозиготности популяции.
Аутбридинг соответствует перекрестному опылению.

явление гетерозиса;
повышение наследственной изменчивости;
разрушение адаптивных комплексов генов;
повышение уровня мутационных процессов.

Индивидуальный отбор

Применяется для самоопыляемых растений. Итог: получение чистой линии — потомства одной самоопыляющейся особи. Происходит отбор некоторых растений с необходимыми признаками, затем от них получают генетически однородное потомство.

Массовый отбор — выделение группы особей, которые сходны по одному или нескольким признакам, без проверки их генотипа.
Массовый отбор проводится по фенотипу. Применяется для перекрестноопыляемых растений. Все потомки гетерозиготны.

подсолнечник;
рожь;
кукуруза.

Список и описание различных методов селекции животных

Методы селекции животных:

инбридинг;
аутбридинг;
гетерозис.

Инбридинг — скрещивание, происходящее только внутри одной породы между близкими родственниками, применяется для накопления в генотипе определенных аллелей гена, несущих необходимый признак. В качестве исходного материала используют особей, являющихся братьями и сестрами (или родителями и потомством). Данный метод используется для сохранения породы в чистом виде.

потеря жизнеспособности животных;
снижается оплодотворяемость;
увеличение эмбриональной смертности.

Буденновская порода лошадей;
чистые линии породистых собак.

Аутбридинг — неродственное скрещивание.
Является наиболее распространенным способом разведения у всех видов животных для всех пород.

поддерживание полезных признаков;
усиление следующих поколений.

Рецессивные мутации из гомозиготного состояния переходят в гетерозиготное, негативное влияние на жизнеспособность организма не оказывается.

Гетерозис — явление, при котором гибридные особи значительно превосходят родительские формы. Эффект быстро ослабевает, начиная со второго поколения. В качестве последствия часто наблюдается бесплодие.

бройлерные цыплята;
беркширская порода свиней;
дюрок-джерсейская порода свиней.

Характеристики основных методов селекции

Основные методы селекции:

отбор;
гибридизация;
искусственный мутагенез;
полиплоидия.

естественный;
индивидуальный;
массовый.

Естественный отбор. Формируется приспособленность к среде обитания. Получают районированные сорта и породы. Этот вид отбора играет в селекции определяющую роль. На любое растение в течение всей его жизни действует комплекс факторов окружающей среды, и растение должно быть устойчиво к болезням и вредителям, температурному и водному режиму.

Индивидуальный отбор. Данный вид отбора представляет собой выборочное сохранение особей с ценными свойствами. Осуществляется по генотипу, проводится оценка конкретного организма.

Массовый отбор. Данный метод селекции представляет собой отбор большого числа особей с необходимым признаком, остальные подвергаются выбраковке. Осуществляется по фенотипу, генетически однородный материал не предусмотрен. Многократный повтор.

инбридинг;
аутбридинг;
отдаленная гибридизация.

Инбридинг — целенаправленное скрещивания близкородственных форм растений, животных и людей с целью накопления аллелей генов, содержащих нужный для человека признак. Синонимы данного процесса:

инцухт — для растений;
инбридинг — для животноводства;
инцест — для людей.

Аутбридинг — простой и надежный метод разведения, который представляет собой скрещивание особей разных линий. Повышается уровень гетерозиготности. Гетерозиготные особи обладают более ценными признаками, чем гомозиготные. Данное скрещивание направлено на получение эффекта гетерозиса.

Отдаленная гибридизация. Представляет собой скрещивание особей, которые принадлежат к разным видам, родам, семействам.
Подразделяют на:

Искусственный мутагенез — новый метод селекции, представляющий собой получение наследственной изменчивости у особей путем воздействия на них сильными факторами.
Методы получения наследственной изменчивости:

метод радиационной селекции — особи подвергаются воздействию альфа–, гамма– и бета–лучей, рентгеновских и ультрафиолетовых лучей, потоков нейтронов;
метод химической селекции — особи подвергаются воздействию сильных химических веществ.

Полиплоидия в традиционной селекции — метод, широко используемый в селекции. Полиплоидия — наследственное изменение, которое связано с увеличением числа наборов хромосом в клетках организма, кратное гаплоидному числу хромосом. Дает увеличение размеров плодов и цветов. Полиплоидия гораздо чаще встречается среди растений, чем среди животных.

Причины возникновения полиплоидии:

излучение;
изменение температурного режима;
нарушение расхождения хромосом при митотическом делении клетки.

аутополиплоидия — внутривидовая, кратное увеличение набора хромосом;
аллоплоидия — межвидовая, суммирование геномов разных видов, только затем идет их кратное увеличение.

Значение методов селекции в жизни человека

1. Создание для сельского хозяйства высокопродуктивных сортов растений и пород животных.

Одним из важнейших достижений человека является создание надежного источника питания путем одомашнивания диких животных и возделывания растений. Главным фактором одомашнивания служит искусственный отбор организмов.

Культурные формы растений и животных обладают сильно развитыми отдельными признаками, которые зачастую являются бесполезными или вредными для их существования в естественных условиях, но полезными для человека.

Продуктивность всех культурных растений значительно выше, чем у родственных им диких видов, при этом они хуже адаптируются к постоянно меняющимся условиям среды и не имеют средств защиты от поедания. Таким образом, в естественных условиях культурные формы существовать не могут.

Селекция (лат. selectio - выбирать) - наука и отрасль практической деятельности, направленная на создание новых сортов растений, пород животных и штаммов микроорганизмов, обладающих полезными для человека свойствами.

Этими полезными свойствами могут быть размер и форма плодов, урожайность, удойность у коров, устойчивость к факторам внешней среды (к засушливому климату, к морозу).

Основы селекции

В основе селекции лежит способность генотипа живых организмов к изменениям, что происходит главным образом за счет комбинативной и мутационной изменчивости. В процессе селекции происходит искусственный отбор организмов с полезными для человека свойствами и их размножение.

В результате множества последовательных скрещиваний, в конце концов, селекционерам удается достичь желаемой цели: вывести гибридов с нужными признаками.

Мутационная изменчивость существует благодаря мутациям - случайным ненаправленным изменениям генотипа. Благодаря мутациям, к примеру, возник безалкалоидный сорт люпина. И.В. Мичуриным на яблоне сорта Антоновка Могилевская были обнаружены необычайно крупные плоды, ветвь с которым послужила для появления нового сорта - Антоновки шестистограммовой. Эти плоды - результат произошедшей в естественных условиях мутации соматических клеток.

"Сколько ждать этой естественной мутации?" - спросите вы. Может один день, а может и 100, и 10000 лет - всем властвует случайность. На наш век может не выпасть удача, а мы такого допустить не можем! :)

Именно по этой причине в селекции растений часто используются искусственно вызванные мутации - авто- и аллополиплоидию.

Автополиплоидия

Автополиплоидия - кратное (4n,6n,8n) увеличение исходного набора хромосом, который характерен для особей вида.

Автополиплоидия возникает в результате обработки почек колхицином, который нарушает образование нитей веретена деления, и, соответственно, нарушает расхождение хромосом в мейозе, в результате чего набор хромосом в половых клетках (гаметах) оказывается удвоенным. Таким способом получают полиплоиды - сорта растений, обладающие повышенной урожайностью.

Существуют различные тетраплоидные сорта свеклы, мака, кукурузы и других сельскохозяйственных культур, которые отличаются большими размерами плодов.

Аллополиплоидия

Аллополиплоидия (греч. állos — другой и polýploos — многократный) - соединение в клетках организма хромосомного набора от разных видов или родов, в результате которого образуется гибридная зигота.

Благодаря аллополиплоидии получают новые сорта растений. Наиболее известным примером является гибрид ржи и пшеницы - тритикале. Некоторые межвидовые гибриды табака обладают повышенной устойчивостью к возбудителям заболеваний мучнистой росы, табачной мозаики.

В рамках биотехнологии разработаны методы, с помощью которых стало возможным создание бактерий, синтезирующих полезные для человека белки, многие из которых используются как лекарства: аминокислоты, антибиотики, инсулин.

Скрещивание особей в селекции

Каждое скрещивание как сдача новых карт: может повезет, а может и нет. Вполне возможно, что особь унаследует полезные признаки от родителей и сможет передать их своим потомкам, всегда есть и шанс того, что появятся новые полезные для человека признаки, равно как и шанс, что ничего полезного из проводимого скрещивания не выйдет.

Близкородственное скрещивание в течение нескольких поколений приводит к переходу генов в гомозиготное состояние, вследствие чего потомство ослабевает и становится более подвержено наследственным заболеваниям.

Замечу, что под инбридингом подразумевают близкородственное скрещивание животных. Для самоопыления у растений существует иной термин - инцухт.

В селекции инбридинг применяют для выведения чистых линий (гомозиготных особей - aa, AA, bb, BB), которые используются, например, для анализирующего скрещивания. Инбридинг использовался при выведении абсолютно всех пород животных, и в настоящее время активно используется в питомниках для выведения нужных пород животных (кошек, собак и т.д.)

Аутбридинг заключается в скрещивании неродственных особей, которые могут принадлежать к одному сорту, породе, виду или роду. Аутбридинг ведет к явлению гетерозиса - получения гетерозисных форм, которые превосходят родительских особей по ряду признаков.

Гетерозис - явление увеличения жизнеспособности особей у гибридов, которые получены при скрещивании двух чистых линий. Такой эффект связан с переходом генов в гетерозиготное состояние, что повышает выживаемость организмов, плодовитость, и множество других полезных свойств.

Применение отдаленной гибридизации заключается в скрещивании особей, принадлежащих к разным родам и видам. Такие особи обладают крайне полезными для человека свойствами, но часто бесплодны (стерильны).

Известным примером отдаленной гибридизации является мул - гибрид осла (самца) и лошади (самки). Отличаются большой выносливостью и работоспособностью, живут до 40 лет, обладают хорошим иммунитетом к заболеваниям, не требовательны в корме и уходе.

Обратный пример: гибрид ослицы (самки) и жеребца (самца) - лошак. Встречаются гораздо реже по сравнению с мулом, так как обладают меньшей выносливостью и работоспособностью. В большинстве случаев бесплодны.

Отбор в селекции

Отбор в селекции осуществляет человек с единственной целью: размножить особей с нужными и полезными признаками, свойствами. Очевидно, что такой отбор называется искусственным, в противовес естественному отбору, главный критерий которого - приспособленность.

Отбор организмов исключительно на основе внешних данных (фенотипа). Основным критерием для человека служит проявление признака: размер плодов, цвет лепестков, цвет листьев и т.д. Этот вид отбора характеризуется массовостью и быстротой.

В результате массового отбора формируется группа особей, которые обладают нужными и полезными для человека признаками. В дальнейшем они подвергаются размножению.

Выборочный отбор и сохранение особей с ценными для человека признаками. В ходе индивидуального отбора оценивается не только фенотип, но и генотип, вследствие чего данный вид отбора занимает большее время, но оказывается более эффективен.

Индивидуальный отбор требует оценки потомства от выбранной особи в ряду поколений. Иногда подобный отбор применяют у самоопыляемых растений: пшеницы, ячменя - с целью получения чистых линий. Как было сказано ранее, чистые линии характеризуются гомозиготностью и являются исходным материалом для селекции.

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Для выведения новых сортов растений селекционеры применяют мутагенез, искусственный отбор (массовый и индивидуальный), внутривидовую и отдалённую (межвидовую) гибридизацию, полиплоидию.

Исходный материал создаётся с помощью искусственного мутагенеза , который во много раз увеличивает частоту мутаций.

для выведения безостых и низкорослых сортов злаковых растений использовалось рентгеновское излучение. Новые сорта декоративных и овощных культур получают с помощью химических мутагенов.

Полученные мутантные растения после отбора подвергаются скрещиванию для получения новых ценных комбинаций признаков.

В основе инбридинга ( близкородственного скрещивания ) у растений лежит принудительное самоопыление перекрёстноопыляющихся форм. Инбридинг используется для перевода генов в гомозиготное состояние и получения чистых линий .

таким способом получают гибридные семена большинства овощных культур, которые выращиваются в сельском хозяйстве.

Используется в селекции растений и отдалённая гибридизация . Полученные межвидовые гибриды обычно бесплодны, так как у них нарушается протекание мейоза при образовании половых клеток. Для преодоления бесплодия таких гибридов применяют особые методы, одним из которых является полиплоидия .

В \(20\)-х г. \(ХХ\) в. была успешно проведена гибридизация пшеницы и ржи и получены пшенично-ржаные гибриды ( тритикале ). В \(30\) г. Н. В. Цицин скрестил пшеницу с пыреем, а И. В. Мичурин смог создать межвидовые гибриды плодово-ягодных культур.

Большинство современных видов культурных растения являются полиплоидными . Триплоидные, тетраплоидные и даже октоплоидные формы получены с помощью колхицина, которым обрабатывают семена растений.

размножение животных происходит только половым путём;
потомство обычно небольшое;
животные становятся половозрелыми через несколько лет после рождения;
невозможно самооплодотворение, поэтому сложнее получать чистые линии;
отдельные признаки (молочность, яйценоскость) не проявляются у самцов.

Основные методы (отбор и гибридизация) используются и в селекции животных. Отбор применяется только индивидуальный.

Межпородное скрещивание ( аутбридинг ) проводится для закрепления необходимых человеку качеств, имеющихся у обеих пород. У гибридов наблюдается увеличение жизнеспособности, продуктивности, устойчивости к болезням, т. е. проявляется гетерозис.

при скрещивании двух пород уток получают гетерозисных бройлерных уток, которые быстро растут и отличаются от обычных уток большим весом.

Часто неспециалисты с подозрением относятся к гибридным растениям, не подозревая о том, что многие культуры, выращиваемые ими на своих садовых участках, - результат многолетних трудов селекционеров.

Что такое скрещивание растений

Гибридизация или скрещивание растений – это один из основных методов селекции растений. Сущность метода заключается в скрещивании двух растений разных сортов, видов или родов.

Результатом, который напрямую зависит от подбора родительских растений, является получение новых сортов и видов.

Например, немногие знают, что в природе не существовало таких культур, как слива или садовая земляника. Слива была получена путем скрещивания терна и алычи, а садовая земляника, или как ее неправильно называют, клубника, - результат скрещивания диких видов земляники – виргинской и чилийской.

Технология скрещивания

Технология скрещивания заключается в искусственном или естественном переносе пыльцы с растения одного сорта или вида на другое, проводимое под тщательным контролем.

В этот период важно изолировать цветки, чтобы исключить попадание посторонней пыльцы.

Выбрать два растения разных сортов или видов.
На материнском растении подобрать наиболее удобно расположеные цветки.
Нераспустившиеся (за один день до распускания) бутоны аккуратно вскрыть.
Пинцетом тщательно удалить все тычинки с пыльцой.
Цветки с удаленными тычинками обернуть белой тонкой материей во избежание незапланированного опыления.
За день до удаления тычинок с одного растения со второго (отцовского) с бутонов, собирающихся распускаться, собрать пыльцу в стеклянную баночку.
Баночку прикрывают марлей или светлой прозрачной тканью и ставят в сухое место.

На следующий день после удаления тычинок с материнского растения проводят оплодотворение:

Лучшее время – первая половина дня до двенадцать часов.
Встряхнуть баночку с пыльцой.
Осевшую на стенки банки пыльцу ватной палочкой или другим подручным средством (можно, даже пальцем) аккуратно наносят на рыльце пестика материнского растения.
Оплодотворенный цветок снова накрыть светлой тонкой тканью или марлей.
Оплодотворение повторять 3 дня.

Оплодотворенные цветки должны быть укрыты на весь период роста вплоть до созревания плодов. Лишние цветки рекомендуется удалить. После сбора созревших плодов они должны вылежаться от нескольких недель до нескольких месяцев в зависимости от времени созревания и срока хранения культуры.

Семена косточковых растений высеваются сразу на гряды, семечковые летнего созревания после трехдневной просушки высеваются в песке на грядки осенью. Семена растений, которые созревают осенью, собирают, когда плоды уже начинают портиться, но не позже апреля. После сбора и просушки их высевают в подготовленные емкости.

Пространственная и временная изоляция при скрещивании

При скрещивании перекрестноопыляющихся культур можно применять пространственную изоляцию: растения выращиваются на разных, удаленных от растений данного сорта, участках. К таким культурам относятся морковь, капуста, свекла и др.

У двудомных растений, таких как шпинат, при выращивании на одном участке у одного из сортов нужно удалить мужские растения.

Скрещивание перекрестноопыляющихся культур на изолированных участках намного минимизирует трудозатраты: опыление происходит естественным путем – ветром или насекомыми. Кроме того, на одном изолированном участке возможно размесить несколько растений одного сорта, таким образом, увеличив число полученных гибридных семян. Существенный недостаток такого метода состоит в невозможности полностью исключить попадание посторонней пыльцы. Кроме того, при естественном перекрестном опылении примерно половина растений оказывается оплодотворена пыльцой своего сорта.

В регионах с теплым климатом, где период вегетации достаточно продолжителен, для растений с быстро отцветающими цветками можно использовать изоляцию во временных интервалах: на одном и том же участке проводятся разные комбинации скрещивания. Разные сроки цветения исключают незапланированное переопыление.

В селекционной практике при отсутствии достаточного пространства для организации отдельных участков применяются изоляционные сооружения:

Конструкция выполняется в виде каркаса, который обтягивается легкой прозрачной тканью.
Для изоляции отдельных побегов или соцветий изготавливаются небольшие "домики" из пергаментной бумаги или марли, которыми обтягивают каркас из проволоки.

Для растений, опыляемых насекомыми, при сооружении изоляторов лучше использовать такие материалы, как батист или марля, для ветроопыляемых культур – пергаментную бумагу.

Преимущества скрещивания

Процесс гибридизации – скрещивания растений – направлен на получение сортов растений, обладающих выигрышными свойствами родительских сортов, таких как:

Высокая урожайность
Устойчивость к заболеваниям
Морозоустойчивость
Засухоустойчивость
Короткие сроки созревания

К примеру, если у отцовского и материнского растения устойчивость к разным заболеваниям, то полученный гибрид унаследует стойкость к обоим болезням.

Гибридные сорта растений обладают лучшей жизнестойкостью, они меньше подвержены перепадам температуры, влажности, изменения климатических условий, чем их негибридные собратья.

Больше информации можно узнать из видео.

Читайте также: