Метод отбора растений популяции по фенотипу и совместный посев семян отобранных растений

Обновлено: 05.10.2024

1. Создание новых и совершенствование старых сортов, пород и штаммов с хозяйственно-полезными признаками.

2. Создание технологичных высокопродуктивных биологических систем, максимально использующих сырьевые и энергетические ресурсы планеты.

3. Повышение продуктивности пород, сортов и штаммов с единицы площади за единицу времени.

4. Повышение потребительских качеств продукции.

5. Уменьшение доли побочных продуктов и их комплексная переработка.

6. Уменьшение доли потерь от вредителей и болезней.

Цели и задачи селекции как науки обусловлены уровнем агротехники и зоотехники, индустриализации растениеводства и животноводства. Например, выведены породы кур, не снижающие продуктивности в условиях большой скученности животных на птицефабриках. Для России и Беларуси очень важно создание сортов, продуктивных в условиях мороза без снега при ясной погоде, поздних заморозков и т. д.

Основными методами селекции являются:

1. Искусственный отбор. Самый древний метод селекции, появившийся еще в те времена, когда человек впервые стал одомашнивать животных и культивировать растения. Сначала он был неосознанным, когда отбирали тех, кто больше соответствовал потребностям: был крупнее, давал больший урожай/приплод и т.д. А потом постепенно становился осознанным, направленным и методическим. Также этот метод делят на массовый, когда из общего количества выбирают особей с благоприятными для человека признаками, и индивидуальный, основанный на особенностях одного организма (или нескольких отдельных), от которого получают потомство. Отдельно можно выделить отбор по экстерьеру. Этот метод применяют для животных, он основан на внешних признаках: размерах тела, пропорциях, величине лап и пр.

2. Гибридизация. Вспоминаем классическую генетику Менделя и сцепленное наследование. Метод основан на скрещивании организмов с определенными признаками для продолжения чистой линии или получения гетерозисных особей, то есть гетерозигот (подробнее об эффекте гетерозиса расскажем отдельно). Выделяют отдаленное скрещивание или аутбридинг и близкородственное или инбридинг.

3. Искусственный мутагенез. Воздействие на генотипы особей различными физическими и химическими факторами (УФ-излучения, ионы тяжелых металлов и др.). "Фишка" метода заключается в том, что ученые не знают заранее, к какому эффекту приведет мутагенез. Реакция организма может быть положительной, отрицательной, нейтральной. Применяется преимущественно к микроорганизмам.

4. Полиплоидия. Кратное увеличение хромосомного набора. То есть полиплоиды имею 3n, 4n, 5n и т.д. Они отличаются большей выносливостью, лучшей урожайностью, крупными размерами. Метод применяют для растений.

5. Генная и клеточная инженерия. Методы связаны с манипуляциями с генами, молекулами РНК и ДНК, органеллами, целыми клетками. Это искусственное выращивание, соединение генов разных организмов и т.д. Клонирование также относится к клеточной инженерии. Поэтому напоминаем вам про овечку Долли :)

Метод отбора. В селекции применяется естественный и искусственный (бессознательный или методический) отбор. Также отбираться может конкретный организм (индивидуальный отбор) или их группа (массовый отбор). Определение вида отбора основывается на особенностях размножения животных и растений.

Массовый метод отбора растений

Массовый отбор в выведении новых сортов растений предусматривает опыление сразу большого количества растений. Чаще всего этот метод применяется при выведении новых сортов ржи, кукурузы, подсолнечника, пшеницы. При отсеве этих культур новые сорта состоят из гетерозиготных представителей вида и обладают уникальным генотипом.

Массовый отбор в селекции позволяет получить новые сорта с улучшенными качествами. Однако этот метод считается неустойчивым из-за высокой вероятности получить незапланированное перекрестное опыление (насекомыми, птицами.

Массовый отбор растений – это определение группы экземпляров растений, схожих между собой по установленным признакам. Для примера можно взять метод выведения нового поколения злаковых культур. Обычно получение сортов массовым методом селекционирования предполагает посев большого количества экземпляров с дальнейшей оценкой их развития и роста, устойчивости к болезням, вредителям. Также оценивается уровень скороспелости, требования к климату, урожайность. При выведении новых сортов ржи селекционерами отбираются только те экземпляры растений, которые оказались более стойкими к различным воздействиям и имеющие крупный колос с наибольшим числом зерен. При повторном посеве полученного материала опять отбираются только те виды растений, которые показали себя с наилучшей стороны. В результате такой работы получается новый сорт, с однородными генами. Это и есть массовый отбор. Примеры селекции ржи показывают, как проводится отбор растений. -

Массовый отбор имеет множество достоинств, среди которых главным считается простота, экономичность и возможность в сжатые сроки получить новые сорта растений. К недостаткам следует отнести невозможность получить детальную оценку потомства. Эффективность массовой селекции

При работе с самоопылителями и перекрестниками используют массовый отбор как метод селекции. Его эффективность зависит от гена, наследственности, величины отобранного образца.

Если отвечающие за признаки гены имеют устойчивые признаки, то результат отбора будет высоким. При наследовании растениями желаемых признаков отбор прекращается, сорту присваивается название. При плохих показателях работа по отбору продолжается. Она длится до тех пор, пока селекционеры не получат всех желаемых результатов по урожайности, величине плодов, стойкости к вредным факторам, вредителям, болезням. Причем при массовом отборе иногда ранее отобранное потомство отличается от последующего, взятого от родителей с плохими показателями.

Для успешной селекционной работы важное значение имеет величина образца. Если берется материал с низкими показателями, то у растения возможно проявление инбридинговой депрессии, в результате которой снижается урожайность.

Массовый отбор наиболее эффективен при сочетании с дополнительными методами отбора. Чаще всего его применяют совместно с гибридизацией, полиплоидном методом выведения растений. -

Гибридизация

Гибрид– это растение первого поколения, которое обладает повышенной жизнеспособностью и более высокой продуктивностью в сравнении с родительскими формами. При дальнейшем использовании семян гибридов заложенные родителями гены разрушаются.

Гибридизацияпозволяет получить новые генотипы. В методе выделяют внутривидовую (скрещивание происходит внутри одного вида) и межвидовую гибридизацию (скрещивание разных видов). Проведение инбридинга позволяет закрепить наследственные свойства при снижении жизнеспособности организма. Если во втором или последующих поколениях проводится аутбридинг, то селекционер получает высокоурожайные и стойкие гибриды. Установлено, что при отдаленном скрещивании потомство бесплодно. Здесь значение генетики для селекции выражается в возможности исследования генов и влияния на плодовитость организмов.

Полиплоидия – процесс увеличения хромосомных наборов, который позволяет добиться рождаемости у бесплодных гибридов. Замечено, что некоторые культурные растения после полиплоидии имеют более высокую рождаемость, чем их родственные виды.

Полиплоидный отбор

Метод полиплоидии также относится к гибридным. При создании новых сортов селекционеры применяют полиплоидию, которая приводит к увеличению размера клеток растения и умножению хромосом. Большое количество хромосом повышает устойчивость растения к различным болезням и разным неблагоприятным факторам. При повреждении у растений нескольких хромосом остальные остаются неизменными. Все растения, полученные полиплоидным методом отбора, обладают отличной жизнеспособностью. -

Массовый отбор - это метод отбора растений в популяции по фенотипу и совместный посев семян отобранных растений, а также выращивание растений следующего поколения с целью получения новых или поддержания чистоты уже существующих сортов. Фактически речь идет о самом древнем методе селекции растений, и можно с уверенностью сказать, что его начали применять с тех пор, как человек перешел к оседлому образу жизни и занялся земледелием. Позднее этот метод был усовершенствован, но главным образом в направлении самого отбора, а не способов размножения последующих поколений.

Массовый отбор применяют в работе с растениями-самоопылителями и перекрестниками; с учетом различий в системах размножения этих культур он имеет и различную эффективность. Эффективность массового отбора зависит от:

- эффекта гена, контролирующего признак, по которому ведется отбор;
- наследуемости признака;
- взаимодействия генотип - окружающая среда;
- величины отобранного образца.

Если гены, ответственные за признак, по которому ведется отбор, имеют аддитивный эффект, успех отбора будет больше, чем при эффекте доминантного характера. В первом случае не нужно повторять отбор в следующем году, а только продолжить дальнейшее размножение растений; во втором случае достигают большего успеха, повторяя отбор несколько раз (рис. 12.1).

Массовый отбор основан на отборе фенотипов, поэтому его результативность в значительной мере зависит от наследуемости желательных признаков. При высокой наследуемости шансы на успех возрастают, и в следующих поколениях потомство в основном будет соответствовать отобранному вначале. Если наследуемость низкая (признаки величины плодов, урожайности зерна и т.д.), то возможно, что потомство будет существенно отличаться от ранее отобранного. В этом случае полезно применить многократный массовый отбор.

Активное взаимодействие генотипа и факторов окружающей среды, характерное для признаков с низким наследованием, снижает результативность отбора.

Далее, для успешного проведения массового отбора большое значение имеет величина отобранного образца, особенно у растений-перекрестников. Необходимо, чтобы образец был достаточно большим; это препятствует проявлению инбридинговой депрессии, часто приводящей к снижению урожаев.

У растений-перекрестников, ввиду возможности свободного скрещивания различных отобранных генотипов, возникают новые рекомбинации генов, которых не было в исходной популяции. Поэтому каждый цикл отбора приводит к новой генетической изменчивости, и массовый отбор оказывается эффективным.

Массовый отбор в популяции растений-самоопылителей, где отсутствует возможность скрещивания разных генотипов (за исключением очень низкого процента перекрестного опыления), приводит к обособлению гомозиготных линий, число которых зависит от гетерогенности исходной популяции.

В настоящее время массовый отбор самоопылителей еще применяют в естественных популяциях видов растений, селекция которых развита недостаточно (многолетние злаковые травы, кормовые бобовые и т.д.), а материальные возможности и нехватка рабочих рук не позволяют использовать такие эффективные методы, как индивидуальный отбор и др.

Иногда метод массового отбора у растений-самоопылителей можно с успехом применять в популяциях, возникших в результате гибридизации. Ромеро и Фрей приводят пример массового отбора в одной гибридной популяции овса по признаку разветвления стебля. Путем постоянного отбора более низких растений на протяжении пяти поколений им удалось выделить растения приблизительно на 5 см ниже растений исходной популяции, т.е. около 1 см на поколение. На другой пример успешного массового отбора по признаку массы зерен, когда прибавка урожая по сравнению с исходной популяцией составила 9%, ссылается Фрей. Нужно подчеркнуть, что в этом случае массовый отбор проводили косвенно - по крупности семян. Поскольку между этими двумя признаками существует высокая положительная генетическая корреляция, оказалось, что отбор по второму признаку вести легче, просеивая большое количество зерен без взвешивания через сито с отверстиями определенного размера. Эти же исследования показали, что корреляция между признаками массы зерен и урожая носит не прямолинейный, а криволинейный характер; поэтому для отбора наиболее продуктивных генотипов потребовалось выбраковать фракции самых крупных и самых мелких семян, оставив среднекрупную фракцию.

К одному из старейших приемов массового отбора у перекрестноопыляющихся растений относится отбор початков кукурузы. Еще и сегодня там, где в производстве не используют гибриды кукурузы, сельские жителе отбирают на гумне самые крупные и тяжелые початки и семена от них высевают в поле. Таким образом возникли многие сорта кукурузы в США (желтозерные Reid, King и др.) и в Югославии (Vukovarski zuti zuban, Rumski zuti zuban, Zajecarski beli и др.).

Халлауэр и Сирс подробно изучили эффективность массового отбора у кукурузы, не установив при этом никакого существенного превышения урожайности и подтвердив таким образом многие ранее проведенные наблюдения. Причина заключается в том, что экологическая изменчивость по признаку величины початка значительно больше генетической изменчивости и наследуемость очень низка. Наряду с этим постоянный отбор при наличии небольшого образца фактически приводит к инбридинговой депрессии, вызывающей снижение урожайности. Поэтому в развитом сельском хозяйстве данный метод отбора у кукурузы и сходных видов-перекрестников перестали использовать и применяют его для получения синтетических сортов или гибридов.

При работе с такими видами-перекрестниками, как рожь, люцерна, клевер и др., у которых существуют местные популяции, обладающие изменчивостью, массовый отбор применяют для получения новых сортов. Так, в Югославии с помощью этого метода выведены сорта ржи Beljska, Novosadska, Maksimirska, знаменитый сорт-популяция люцерны Panonska lucerka и др.

Кроме того, массовый отбор находит широкое применение как метод поддержания чистоты существующих сортов. В обычном посеве какого-то сорта, распространенного в производстве, отбирают несколько сотен или тысяч лучших растений, типичных для данного сорта. Эти растения совместно обмолачивают и все семена высевают на следующий год. В период вегетации осматривают посев а удаляют все нетипичные растения, отличительные признаки которых не были замечены в предыдущем году или которые появились под влиянием спонтанной гибридизации: оставшиеся растения вновь совместно обмолачивают и семена используют для получения элиты.

Для выведения новых сортов, а также для поддержания уже существующих значительно более эффективным, чем массовый отбор, оказался метод индивидуального отбора.

Отбор как самостоятельный метод селекции растений основан на использовании природной внутривидовой изменчивости растений.

В селекции методы отбора используются в зависимости от задач конкретных селекционных программ и особенностей селектируемой культуры (самоопылитель, перекрестник, вегетативно размножающееся растение) и генетической структуры будущего сорта (самоопыленная линия, клон, сорт-популяция, гибрид простой или сложный, сорт, состоящий из отдельных линий или семей). Э. Э. Гешеле подчеркивает, что в практике селекции на иммунитет необходимо четко различать такие понятия, как генотип, фенотип, среда, норма реакции генотипа.

Генотип — совокупность всех наследственных факторов организма — генов, локализованных в хромосомах, и всех внехромосомных цитоплазматических наследственных элементов (плазмон). Генотип определяет норму реакции организма в изменяющихся условиях внешней среды и на основе взаимодействия со средой формирует фенотип особи.

Фенотип — совокупность всех внешних и внутренних структур и функций организма, включая защитные механизмы растения-хозяина, носящие активный и пассивный характер.

Соотношение между генотипом и фенотипом можно выразить простой формулой: генотип + среда = фенотип.

Один и тот же генотип в одинаковых условиях дает одинаковые фенотипы, а в разных условиях внешней среды — разные фенотипы. Последнее явление называют модификацией.

Говоря о наследовании устойчивости растений, необходимо иметь в виду, что наследуются не признаки устойчивости, а норма реакции, которая во взаимодействии со средой проявляет то, что мы называем степенью устойчивости.

При улучшении самоопыляющихся культур отбор имеет наибольшее значение при работе со смешанным материалом, например с местными сортами. Улучшение таких сортов начинается с массового (популяционного) отбора, заменяемого на последующих этапах селекции индивидуальным отбором. При массовом отборе все особи из высеянной популяции (сорта), выделяющиеся повышенной устойчивостью к вредному организму, отбираются и используются для последующего посева. Такой отбор ведется из поколения в поколение, пока не будет достигнута стабильность сорта по признаку устойчивости.

Наибольший эффект дает отбор, проводимый на инфекционном фоне в обычные годы или на естественном фоне в годы массового размножения вредителей или эпизоотии.

Индивидуальный отбор основан на оценке по потомству отобранных и индивидуально размножаемых лучших по устойчивости растений. Метод однократного индивидуального отбора в селекции самоопыляющихся растений предусматривает проведение его через все этапы селекционного процесса однажды отобранных элитных растений. Одной из разновидностей индивидуального отбора у перекрестноопыляющихся растений является индивидуально-семейственный отбор, при котором семена каждого элитного растения высеваются по семьям на отдельных изолированных площадках.

Массовым отбором называют такую форму отбора, при которой из исходной популяции сразу отбирается большое число растений, сходных по комплексу признаков (в нашем случае устойчивых к вредным организмам в сочетании с другими хозяйственно ценными признаками). После тщательной браковки урожай этих растений объединяется и высевается на следующий год на одной делянке.

Однократный массовый отбор может быть эффективен только у самоопылителей. У перекрестноопыляющихся растений необходимый эффект достигается лишь при многократных отборах. В тех случаях, когда для поддержания устойчивости сорта многократно применяют массовые отборы на всем протяжении использования сорта, такой отбор называют непрерывным.

Путем массовых отборов на инфекционном фоне были выделены первые сорта подсолнечника, устойчивые к подсолнечниковой огневке и заразихе.

Сорт твердой яровой пшеницы Народная был создан путем индивидуального отбора из местных украинских форм. Методом группового отбора из сорта Народная, высевавшегося под зиму, В. Н. Ремесло создан озимый сорт пшеницы Мироновская 264, устойчивый к гессенской мухе.

Устойчивый к шведской мухе сорт ячменя Харьковский 306 выведен А. В. Заговора с помощью индивидуального отбора из эфиопского образца. Этот сорт высокоурожайный, скороспелый и устойчивый к пыльной головне и гельминтоспориозу. У растений этого сорта развитие стеблей происходит дружно, отсутствует ярусность.

Наиболее просто решается вопрос, когда удается из популяции существующего сорта выделить растения, хорошо отличающиеся от остальных высокой устойчивостью к вредному организму. В этих случаях применяются различные методы отбора, основанные на определенном уровне гетерозиготности популяции данного сорта.

Отбор наиболее эффективен при селекции растений, размножающихся вегетативно (клоповый отбор). С помощью отбора была успешно решена проблема создания в США устойчивых сортов люцерны к люцерновой тле. Этот вид тли впервые был обнаружен в США в 1954 г. и вызвал огромные потери. Уже через три года в результате совместной работы министерства сельского хозяйства и опытных сельскохозяйственных станций разных штатов был создан сорт Моапа. Это был синтетический сорт — смесь отборов из сорта Африкан. В 1963 г. из 13 растений, отобранных из сорта Африкан в Калифорнии, Аризоне и Неваде, был выведен сорт Сонора. В Канзасе в 1959 г. был создан устойчивый к тле синтетический сорт Коди. Этот сорт происходит от 22 растений, отобранных из сорта Буффало. Пример создания устойчивых к люцерновой тле сортов люцерны можно считать классическим, демонстрирующим высокую эффективность селекции методами отбора. Ф. Бриггс и П. Ноулс (1972) считают, что столь быстрое выведение сортов, устойчивых к тле, является рекордом в селекции растений.

Наряду с самостоятельным значением, как наиболее древнего метода создания сортов, отбор имеет и вспомогательное значение при селекции растений более сложных (синтетических) сортов.

В 40—50-е годы методы прямого отбора в селекции начали успешно вытесняться методами гибридизации. В связи с этим среди современных сортов преобладают сорта, имеющие гибридное происхождение.

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

Селекция — это наука о методах создания новых и улучшения существующих пород животных, сортов растений и штаммов микроорганизмов.

повышение продуктивности организмов;
улучшение качества продукции (вкуса, внешнего вида, химического состава);
улучшение хозяйственно важных физиологических свойств (устойчивости к болезням и вредителям, отзывчивости на удобрения или корм).

Сорт , порода , штамм — это искусственно созданная устойчивая группа (популяция) живых организмов, имеющая определённые наследственные особенности. Это наука о создании новых и улучшении существующих пород животных, сортов растений, штаммов микроорганизмов. В основе селекции лежат такие методы, как гибридизация и отбор. Теоретической основой селекции является генетика.

Для успешного решения задач, стоящих перед селекцией, академик Н.И. Вавилов особо выделял значение изучения сортового, видового и родового разнообразия культур; изучения наследственной изменчивости; влияния среды на развитие интересующих селекционера признаков; знаний закономерностей наследования признаков при гибридизации; особенностей селекционного процесса для само- или перекрестноопылителей; стратегии искусственного отбора.

Породы, сорта, штаммы — искусственно созданные человеком популяции организмов с наследственно закрепленными особенностями: продуктивностью, морфологическими, физиологическими признаками.

Каждая порода животных, сорт растений, штамм микроорганизмов приспособлены к определенным условиям, поэтому в каждой зоне нашей страны имеются специализированные сортоиспытательные станции и племенные хозяйства для сравнения и проверки новых сортов и пород.

Все особи такой группы имеют сходные морфологические и физиологические признаки, однотипную реакцию на изменение факторов внешней среды, определённый уровень продуктивности.

1 . Искусственный отбор используется для сохранения и размножения особей с желаемой комбинацией признаков. Различают массовый и индивидуальный отбор.

При массовом отборе одновременно отбирают большое число особей с нужным признаком, остальные выбраковывают. Это отбор по фенотипу, он не даёт генетически однородного материала. Повторяется многократно.

При индивидуальном отборе (по генотипу) выделяют одну особь с необходимыми признаками и получают от неё потомство.

2. В селекционной работе используют следующие методы гибридизации : инбридинг, аутбридинг и отдалённую гибридизацию.

При инбридинге скрещиваются потомки с родительскими формами или потомки одних и тех же родителей. Этот тип скрещивания применяют для получения чистых линий , т. е. перевода большинства генов в гомозиготное состояние и закрепления ценных признаков. Нежелательным последствием близкородственного скрещивания является инбредная депрессия — снижение продуктивности и жизнеспособности потомства из-за проявления рецессивных мутаций.

При неродственном скрещивании может наблюдаться эффект гетерозиса ( гибридной силы ) — повышение жизнеспособности и продуктивности гибридов по сравнению с родительскими формами. Гетерозис проявляется у гибридов первого поколения и обусловлен переходом большинства генов в гетерозиготное состояние. При этом нежелательные рецессивные мутации становятся скрытыми. При половом размножении в следующих поколениях степень гетерозиготности уменьшается и эффект гибридной силы исчезает. Он может сохраняться только при вегетативном размножении.

Осуществляется с трудом, а полученные гибриды бесплодны из-за затруднения конъюгации хромосом разных видов в профазе I мейоза. Разработаны методы преодоления бесплодия.

3. Искусственный ( индуцированный ) мутагенез используют для увеличения разнообразия исходного материала. Мутагенез вызывают действием мутагенных факторов, например, рентгеновского облучения. Мутации носят ненаправленный характер, поэтому селекционер отбирает организмы с новыми полезными свойствами.

Геномной мутацией является полиплоидия , т. е. кратное увеличение числа хромосомных наборов. Используется в селекции растений. Полиплоидия позволяет избежать бесплодия межвидовых гибридов. Кроме того, многие полиплоидные формы культурных растений (пшеницы, картофеля, овощных культур) имеют более высокую урожайность, чем родственные диплоидные виды.

Искусственно полиплоидию вызывают обработкой растений колхицином . Колхицин разрушает нити веретена деления и препятствует расхождению гомологичных хромосом в процессе мейоза.

Наиболее богатыми по количеству культур являются древние центры цивилизации. Именно там наиболее ранняя культура земледелия, более длительное время проводятся искусственный отбор и селекция растений.

Классическими методами селекции растений были и остаются гибридизация и отбор. Различают две основные формы искусственного отбора: массовый и индивидуальный.

Массовый отбор

Массовый отбор применяют при селекции перекрестноопыляемых растений (рожь, кукуруза, подсолнечник). В этом случае сорт представляет собой популяцию, состоящую из гетерозиготных особей, и каждое семя обладает уникальным генотипом. С помощью массового отбора сохраняются и улучшаются сортовые качества, но результаты отбора неустойчивы в силу случайного перекрестного опыления.

Индивидуальный отбор

Индивидуальный отбор применяют при селекции самоопыляемых растений (пшеница, ячмень, горох). В этом случае потомство сохраняет признаки родительской формы, является гомозиготным и называется чистой линией. Чистая линия — потомство одной гомозиготной самоопыленной особи. Так как постоянно происходят мутационные процессы, то абсолютно гомозиготных особей в природе практически не бывает. Мутации чаще всего рецессивны. Под контроль естественного и искусственного отбора они попадают только тогда, когда переходят в гомозиготное состояние.

Естественный отбор

Этот вид отбора играет в селекции определяющую роль. На любое растение в течение его жизни действует комплекс факторов окружающей среды, и оно должно быть устойчивым к вредителям и болезням, приспособлено к определенному температурному и водному режиму.

Инбридинг (инцухт)

В центре гетерозисная кукуруза, слева и справа родительские особи.

Р	♀ AAbbCCdd	×	♂ aaBBccDD
F₁	AaBbCcDd

Гипотеза сверхдоминирования объясняет явление гетерозиса эффектом сверхдоминирования. Сверхдоминирование — вид взаимодействия аллельных генов, при котором гетерозиготы превосходят по своим характеристикам (по массе и продуктивности) соответствующие гомозиготы. Начиная со второго поколения гетерозис затухает, так как часть генов переходит в гомозиготное состояние.

Растения диплоидной (2n = 16) и тетраплоидной (2n = 32) гречихи.

Аа × Аа
АА 2 Аа аа

Перекрестное опыление самоопылителей дает возможность сочетать свойства различных сортов. Например, при селекции пшеницы поступают следующим образом. У цветков растения одного сорта удаляются пыльники, рядом в сосуде с водой ставится растение другого сорта, и растения двух сортов накрываются общим изолятором. В результате получают гибридные семена, сочетающие нужные селекционеру признаки разных сортов.

Метод получения полиплоидов. Полиплоидные растения обладают большей массой вегетативных органов, имеют более крупные плоды и семена. Многие культуры представляют собой естественные полиплоиды: пшеница, картофель, выведены сорта полиплоидной гречихи, сахарной свеклы.

Виды, у которых кратно умножен один и тот же геном, называются автополиплоидами. Классическим способом получения полиплоидов является обработка проростков колхицином. Это вещество блокирует образование микротрубочек веретена деления при митозе, в клетках удваивается набор хромосом, клетки становятся тетраплоидными.

Отдаленная гибридизация

Восстановление плодовитости капустно-редечного гибрида: 1 — капуста; 2 — редька; 3, 4 — капустно-редечный гибрид.

Отдаленная гибридизация — это скрещивание растений, относящихся к разным видам. Отдаленные гибриды обычно стерильны, так как у них нарушается мейоз (два гаплоидных набора хромосом разных видов не могут конъюгировать) и, следовательно не образуются гаметы.

Использование соматических мутаций

Соматические мутации применяются для селекции вегетативно размножающихся растений. Это использовал в своей работе еще И.В. Мичурин. С помощью вегетативного размножения можно сохранить полезную соматическую мутацию. Кроме того, только с помощью вегетативного размножения сохраняются свойства многих сортов плодово-ягодных культур.

Экспериментальный мутагенез

Основан на открытии воздействия различных излучений для получения мутаций и на использовании химических мутагенов. Мутагены позволяют получить большой спектр разнообразных мутаций. Сейчас в мире созданы более тысячи сортов, ведущих родословную от отдельных мутантных растений, полученных после воздействия мутагенами.

Методы селекции растений, предложенные И.В. Мичуриным

С помощью метода ментора И.В. Мичурин добивался изменения свойств гибрида в нужную сторону. Например, если у гибрида нужно было улучшить вкусовые качества, в его крону прививались черенки с родительского организма, имеющего хорошие вкусовые качества, или гибридное растение прививали на подвой, в сторону которого нужно было изменить качества гибрида. И.В. Мичурин указывал на возможность управления доминированием определенных признаков при развитии гибрида. Для этого на ранних стадиях развития необходимо воздействие определенными внешними факторами. Например, если гибриды выращивать в открытом грунте, на бедных почвах повышается их морозостойкость.

Методы селекции растений, предложенные И.В. Мичуриным

Поиск исходного материала облегчает закон гомологических рядов наследственной изменчивости , открытый Н. И. Вавиловым .

Родственные роды и виды живых организмов характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости.

Если известны формы изменчивости одного вида, то можно предположить, что подобные формы будут существовать и у других близкородственных видов.

Н. И. Вавилов установил также семь центров происхождения культурных растений и основал мировую коллекцию семян культурных растений и их диких сородичей.

Для успешной работы селекционеру необходимо сортовое разнообразие исходного материала. Во Всесоюзном институте растениеводства Н.И. Вавиловым была собрана коллекция сортов культурных растений и их диких предков со всего земного шара, которая в настоящее время пополняется и является основой для работ по селекции любой культуры.

Читайте также: