Задачи, решаемые методом отдаленной гибридизации.

Отдаленной гибридизацией называется скрещивание между организмами, относящихся к разным видам и родам.

В соответствии с этим, отдаленная гибридизация делится на межвидовуюи межродовую. Пример межвидовой гибридизации – мягкая пшеница с твердой, овса посевного с византийским, картофеля культурного с диким; межродовой – пшеница с рожью, пшеница с пыреем, ячмень с элимусом, пшеница с эгилопсом.

Отдаленная гибридизация имеет более чем двухвековую историю. Первый отдаленный гибрид между двумя видами табака был получен в 1760 году И.Кельрейтером.

В эволюционном процессе отдаленная гибридизация представляет исключительный интерес. При отдаленной гибридизации преследуется цель создания форм и сортов, сочетающих в себе признаки и свойства разных видов и родов.

На земном шаре насчитывается свыше 200 тысяч видов покрытосемянных растений, используется же человеком в культуре не более 250 видов. Среди диких сородичей культурных растений имеются виды, обладающие такими свойствами, которые слабо выражены или отсутствуют у современных сортов. Например, некоторые виды пырея хорошо растут на засоленных почвах, в то время как пшеницы не выносят засоления. Наибольший интерес представляет пырей сизый – хорошо зимует приминус 40 – 45% и полном отсутствии снега, устойчив к грибным болезням, многоцветковый, озерненность от 1 до 5000 зерен на одно растение и т.д. Этот ближний дикий родич пшеницы широко распространен на земном шаре из – за высокой приспособляемости. Современные сорта свеклы поражаются вирусной желтухой. Все дикие виды устойчивы к этому виду заболевания и используются при гибридизации. Картофель не устойчив к раку, фитофторе, нематодам, колорадским жукам. Дикие виды картофеля вовлекаются в скрещивания по этим признакам.

При отдаленной гибридизации идет сложный формообразовательный процесс. В результате перекомбинации генов появляются формы с такими признаками и свойствами, получение которых невозможно при внутривидовой гибридизации. Исключительно велико значение отдаленной гибридизации в создании сортов, устойчивых к болезням.

Использование экспериментального мутагенеза в селекции растений.

Мутация– стойкое изменение в генах и хромосомах, в результате которого организм приобретает новые свойства и качества.

Существует более общее определение – изменение наследственности какого-либо признака или свойства называется мутацией.

Мутации, возникающие без вмешательства человека, называются естественными.

Наземную биосферу постоянно действуют ионизирующие излучения в виде космических лучей и находящихся в земной коре радиактивных элементов урана, тория, радиактивных изотопов ⁴⁰К - калия, ⁹⁰Se - стронция, ¹⁴C углерода, а также различные химические вещества. Под их воздействием у животных и растений спонтанно, т. е. без видимых конкретных причин, постоянно происходят мутации.

В естественных условиях мутации возникают сравнительно редко, у дрозофилы частота 1: 100 000 гамет. У человека многие гены мутируют с частотой 1: 200 000. Мутации – единственно первичный источник новых наследственных изменений.

Учёным удалось найти пути повышения частоты мутационных изменений в сотни раз. В настоящее время метод получения жизнеспособных полезных мутаций становится всё более важным в селекции. В основе его воздействия на организмы различными физическими и химическими факторами.

Отдельные естественные мутации сыграли выдающуюся роль в создании ценных современных сортов и гибридов растений. Так, возникшие в результате естественного мутагенеза гены карликовости японского сорта озимой пшеницы Норин 10 переданы десяткам короткостебельных сортов интенсивного типа.

В селекции с помощью индуцированного мутагенеза можно решать различные задачи. Следует назвать три главных направления использования мутагенов:

В зависимости от характера изменения наследственных структур мутации делятся на два типа: генные или точковые и хромосомные перестройки. Генные мутации обусловлены изменениями молекулярной структуры мутировавшего гена, хромосомные перестройки характеризуются разрывами и различными последующими структурными перестройками хромосом. Селекционеры больше заинтересованы в точковых мутациях, т.к. хромосомные перестройки обычно приводят к отрицательным последствиям.

Мутации можно вызвать искусственно с помощью разнообразных факторов рентгеновского и γ -излучения, α и β -частиц, искусственных ультрафиолетовых лучей, низких и высоких температур, химических веществ.

Применение полиплоидии в селекции.

Наследственная изменчивость, связанная с кратным основному числу увеличением хромосом называют полиплоидией (от греческогоpoly – много и ploos – складывать).

Среди полиплоидов различают автополиплоиды (от греч.Autos- сам и полиплоидия, аллополиплоиды(allos - другой и полиплоидия) и анеуплоиды (от греч. а - отрицательная частица, eu- настоящий и полиплоидия) (рис. ).

Автополиплоидыобразуются при увеличении числа хромосом за счет одного генома, т. е. без предварительной отдаленной гибридизации, (например, АА + АА = АААА). Гаплоидный набор хромосом может быть четным и нечетным. При увеличении гаплоидного набора хромосом в 4 раза (или удвоения диплоидного набора) получаются тетраплоиды, при увеличении в 6 раз – гексаплоиды, в 8 раз – октаплоиды. Если гаплоидное число увеличивается в 3 раза, образуются триплоиды.

Аллополиплоидывозникают при кратном увеличении числа хромосом у форм, содержащих разные геномы (при отдаленной гибридизации) (например, А + В = АВ, затем удвоение числа хромосом à ААВВ). Если объединены хромосомные наборы двух видов или родов, то возникший в результате удвоения числа хромосом полиплоид называют амфидиплоидом.

Наибольшие практические успехи достигнуты в селекции автополиплоидов сахарной свеклы, где в триплоидах используются эффекты полиплоидии и гетерозиса. Метод основан на получении тетраплоидных форм этой культуры и скрещивании их с обычными диплоидными сортами.

Получаемые полиплоидные формы не являются готовыми сортами, а используются как исходный материал в селекции.

При индуцированииполиплоидов у разных видов достигают разного успеха, но лучшие результаты получены:

1. у растений с меньшим, а не большим числом хромосом;

2. у перекрестноопыляющихся растений;

У растений, возделываемых для использования их вегетативных органов (корнеплоды, кормовые растения и т.д.) в сравнении с видами, главную ценность которых представляют семена.

Использование гетерозиса в сельскохозяйственной практике.

Увеличение мощности, жизнеспособности и продуктивности гибридов первого поколения по сравнению с родительскими формами называется гетерозисом.

Повышенная урожайность гетерозисных гибридов – самое главное их преимущество. Прибавка урожая у гетерозисных гибридов первого поколения в среднем по всем сельскохозяйственным культурам составляет 15-30 %: кукуруза – 20-30, подсолнечник (сбор масла) – 25, сорго (зелёная масса) – 200, зерно – 20-25, табак – 30-40. гетерозисные гибриды у томата начинают плодоносить на 10-12 суток раньше и превышают по урожайности исходные родительские сорта на 45-50 %.

Разработка приёмов создания гетерозисных гибридов различных культур – одно из крупнейших достижений современной селекции.

Наиболее сильно гетерозис проявляется у кукурузы.

Важнейшее отличие гетерозисных гибридов от обычных гибридных сортов состоит в том, что в продуктивность и устойчивость к неблагоприятным условиям у гетерозисных гибридов повышаются только в первом поколении, резко снижаются во втором и последующих поколенияхНаиболее сильно гетерозис проявляется у кукурузы.

Важнейшее отличие гетерозисных гибридов от обычных гибридных сортов состоит в том, что в продуктивность и устойчивость к неблагоприятным условиям у гетерозисных гибридов повышаются только в первом поколении, резко снижаются во втором и последующих поколениях

⇐ Предыдущая 1 234 Следующая ⇒
Поделиться:

Последнее изменение этой страницы: 2017-04-12; Просмотров: 1042; Нарушение авторского права страницы