Сорт по способу выведения

Методы выведения новых сортов растений, пород животных, штаммов микроорганизмов

Содержание:

Селекционная работа ведется по следующей схеме: создается желаемая модель сорта или породы, происходит подбор методов для работы, начинается планомерная деятельность по реализации задуманного.

При проведении селекционных экспериментов учитывают следующие факторы:

• наличие богатого исходного материала (породы, сорта), предназначенного для исследований;
• роль среды (модификационная изменчивость) в развитии признаков;
• законы наследования признаков;
• формы искусственного отбора.

Современная селекция, помимо гибридизации и искусственного отбора, использует в работе искусственный мутагенез или получение мутаций при воздействии на организм физических или химических агентов. Метод не всегда дает положительные результаты, поскольку полезные генные или геномные мутации возникают не так часто. Редко закрепляются в последующих поколениях, если не затрагивают ядерный геном. Полезные мутации у растений передаются и сохраняются с помощью вегетативного размножения.

В плодоводстве «работают» методы И.В. Мичурина. Он использовал приемы воспитания сеянцев, влияя на них с помощью факторов внешней среды:

1. Метод ментора. В крону гибридного дерева делается прививка саженца, который передает гибриду полезные свойства. Или наоборот – гибрид с заложенными свойствами прививается на подвой-дичок.
2. Метод вегетативного сближения. Проводится ранняя прививка одного вида растения на другой вид. В новом растении происходят биохимические и тканевые изменения. Пыльцевые трубки прорастают в пестик материнского растения. Происходит оплодотворение видов, которые не скрещиваются традиционным путем.
3. Метод посредника. Используется, когда виды А и В не скрещиваются. Вначале проводят гибридизацию В и С (посредника), а затем полученный гибрид скрещивают с А.
4. Метод опыления смесью пыльцы разных видов. Помогает прорастанию пыльцевых трубок в пестик цветка, что в ряде случаев приводит к оплодотворению.

На заметку: И.В. Мичурин вывел много сортов, которые гетерозиготны. Чтобы не утратились полезные признаки, он размножал их вегетативным путем. Занимался зимостойкостью растительных культур и «проложил путь на север» для винограда, абрикоса, черешни, яблок.

Селекция животных строится по другому принципу, с учетом физиологических особенностей. Применяют инбридинг (создание чистых линий) и аутбридинг (эффект гетерозиса). Сложность селекционной работы с животными состоит в том, что у одного пола невозможно проследить развитие заложенных качеств (у быков – молочность, у петухов – яйценоскость). Производители выводят «пробных потомков», у которых сложно прогнозировать необходимые качества.

Особенности селекционной работы с животными

На заметку: Чтобы получить значительное количество потомков и выбрать из вариативного ряда подходящие формы, применяют искусственное осеменение и искусственное оплодотворение в пробирке, с пересадкой зиготы в матку суррогатной матери.

Проводится селекция микроорганизмов, которые используются в получении продуктов, очистке сточных вод, получении лекарственных препаратов, борьбе с вредителями и в других сферах человеческой деятельности.

Жизнедеятельность микроорганизмов протекает по особому пути и метод гибридизации к ним неприменим. В селекции микроорганизмов результаты дает искусственный мутагенез. Клетки чувствительны к физическому и химическому воздействию. В ходе изменения генотипа происходят разные мутации, среди которых выбираются те, которые способны послужить на благо человека.

Искусственное скрещивание штаммов возможно с помощью бактериофагов, которые попадая в клетки разных бактерий «случайно» захватывают чужую наследственную информацию. Таким путем получены штаммы грибов, способных продуцировать антибиотики и витамины

Источник

Понятие о сорте

2.1 Определение сорта

Для успешного владения селекционно-семенноводческой работы и правильного использования сортов в с/х производстве необходимо хорошо представлять, что такое сорт. Очень важно знать, что общее у всех или определенной группы сортов и чем они отличаются друг от друга.

В систематике растений понятия форма и сорт совпадают. Но это совпадение неполное, оно касается лишь ботанического и

экологического сходства между ними. Между сортом и ботанической формы имеется коренное различие. Сорт создается в результате производственной деятельности человека. Он является средством с/х производства.

Сортом называют, группу сходных по хозяйственно – биологическим сходствам и морфологическим признакам культурных растений, отобранных и размноженных для возделывания соответствующих природных и производственных условиях с целью повышения урожайности и качества продукции.

Давая определение сорта, важно подчеркнуть следующие основные моменты.

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 и может быть различной.

3 . Сорт создается для возделывания 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. Он должен соответствовать достигнутому хозяйствами уровню механизации и культуры земледелия.

5 . В соответствующих природных и производственных условиях сорт должен обеспечивать получение устойчивых урожаев высококачественной продукции.

Сорта с/х растений делятся по происхождению и по способам выведения. По происхождению она бывают местные и селекционные. Многие местные сорта очень разнообразны по хозяйственно биологическим свойствам и являются по этому ценным исходным материалом для выведения селекционных сортов. Селекционные сорта отличаются значительно большей выравненностью по морфологическим признакам и хозяйственно- биологическим свойствам.

По способу выведения сорта делятся на сорта- популяции, линейные сорта, сорта-клоны, сорта гибридного происхождения и мутантные сорта.

1. Сортами – популяциями называются сорта, получаемые путем массового отбора перекрестноопыляющихся или самоопыляющихся растений. они наследственно неоднородны. Сорта-популяции самоопылителей, представляя собой в большинстве случаев смесь гомозиготных линий, неоднородны по морфологическим признакам и хоз.-биол. свойствам.

Сорта – популяции перекрестноопылителей благодаря постоянному перекрестному опылению отличаются высокой выравненностью.

Все местные сорта опылителей и сорта перекрёстноопыляющихся культур являются сортами- популяциями.

2. Сортами — линиями или линейными сортами, называются. сорта выведенные путем индивидуального отбора у самоопыляющихся культур. Сорт – линия – это размноженное потомство одного растения, поэтому он отличается высокой выравненностью по всем признакам и свойствам. Под влиянием естественного опыления, механического засорения и мутации сорта –линии постепенно утрачивают свою однородность. К линейным сортам относятся:

Сорта, получаемые путем скрещивания и отбора из гибридных популяций, называют гибридными. Гибридные сорта самоопылителей отличаются меньшей выравненностью, чем сорта-линии.

3. Сорта-клоны получают путем индивидуального отбора у вегетативно размножаемого растения (картофеля, топинамбура, лука). Сорт-клон –это потомство одного вегетативного размноженного растения и поэтому отличается очень высокой степенью выравненностью. Сорта-клоны изменяются под влиянием естественного мутагенеза.

2.2 Требования, предъявляемые к сорту производством

1. Высокая и устойчивая по годам урожайность.

2. Устойчивость к неблагоприятным условиям произрастания.

3. Устойчивость к болезням, сельскохозяйственным вредителям, которые ежегодно наносят значительный ущерб урожаям.

4. Приспособленность к механизированному возделывании.

5. Высокое качество продукции. Устойчивость к различным формам проявления засухи (почвенной атмосферной, комбинированной, весенней и летней); отношение растений к действию низких температур, для озимых растений – различия по зимостойкости; особенности цветения (открытое, закрытое, изменение типа цветения при различной температуре и неодинаковых условиях увлажнения).

6 Устойчивость к различным видам болезней с учетом расового состава паразитов;

7 Устойчивость к повреждению вредителями;

8. Различие по устойчивости полеганию, осыпанию и другим признакам, определяющими приспособленность к механизированной уборке урожая;

9. Различия по биохимическому составу урожая

( изменьчивость содержания белка, сахара, крахмала, масла и т.д.);

10. Отношение к условиям увлажнения (ксерофильный, гигрофильный или мезофильный тип )

2.3 Эколого-географическая систематика растений

Характеристика растительных форм, установления степени их сходства и различий по названным и многим другим биологическим особенностям дается в результате их эколого-географической группировки. Размноженные географические формы растения всегда произрастают в различающихся условиях и приспосабливаются к ним путем отбора как определенные экологические формы. Поэтому географические формы могут одновременно рассматриваться как экологические.

Основоположник эколого-географической систематики растений – академик Н.И. Вавилов.

Он установил определенные закономерности дифференциации видов на эколого- географические группы.

Каждая эколого –географическая группа характеризуется сходными для всех культур признаками, сформировавшимися под влиянием обора в одних и тех же природно-климатических условиях.

Эколого-географическая систематика дает селекционеру возможность ориентироваться в огромном многообразии культурных растений и помогает отыскать нужные формы и сорта.

В пределах нашей страны произведено эколого-географическое изучение многих культур, выделены и описаны основные экотины, сложившиеся в связи с условиями местообитания и возделывания. Например, для пшеницы ВИР установил следующие основные экологические группы: степная, лесостепная, лесная, западноевропейская, северная, скороспелая, среднеазиатская, горнотаджикская, предгорная азербайджанская.

Изучение культурных растений на основе эколого-географических принципов позволило понять и выяснить роль естественного и искусственного отбора и значение внешних условий формировании различных экотипов. В полном соответствии с учением Дарвина эколого-географическая систематика устанавливает, что эволюция культурных растений во времени и в различных географических условиях связано с производственной деятельностью человека по отбору и возделыванию растений.

Н.И. Вавилов предложил следующую схему внутривидовой систематики культурных растений, основанную на эколого-географических принципах.

Вид — Эколого-географические типы – Ботанические разновидности -Формы и сорта

В учении Н.И. Вавилова об исходном материале вид растений предстал перед селекционерами как определенная, дискретная, динамическая, морфо-физиологическая система, дифференцированная на географические и экологические типы.

Следовательно, изучение исходного материала в селекции растений необходимо вести на основе дифференцированной эколого-географической систематики видовых систем.

2.4 Признаки и свойства растений

Постоянно идущий на основе мутации и скрещивания процесс изменчивости растений создает между ними морфологические, физиологические и биохимические различия, которые используются и усиливаются в процессе отбора при создании новых сортов. Сорта качественно, т.е. в существенных чертах, различаются между собой. Качество сортов проявляется в их признаках и свойствах. Любая форма или сорт растений характеризуется совокупностью многих признаков и свойств.

Признаки или свойства – это единица морфологической, физиологической или биохимической дискретности организма. Морфологические особенности строения растений называются признаками. Признаки у растений определяются путем измерения, взвешивания и глазомерной оценки.

Для закрепления полезных наследственных свойств необходимо повысить гомозиготность нового сорта. Иногда для этого применяют самоопыление перекрёстноопыляемых растений. При этом могут фенотипически проявиться неблагоприятные воздействия рецессивных генов. Основная причина этого — переход многих генов в гомозиготное состояние. У любого организма в генотипе постепенно накапливаются неблагоприятные мутантные гены. Они чаще всего рецессивны и фенотипически не проявляются. Но при самоопылении они переходят в гомозиготное состояние, и возникает неблагоприятное наследственное изменение. В природе у самоопыляемых растений рецессивные мутантные гены быстро переходят в гомозиготное состояние, и такие растения погибают, выбраковываясь естественным отбором.

Несмотря на неблагоприятные последствия самоопыления, его часто применяют у перекрёстноопыляемых растений для получения гомозиготных («чистых») линий с нужными признаками. Это приводит к снижению урожайности. Однако затем проводят перекрёстное опыление между разными самоопыляющимися линиями и в результате в ряде случаев получают высокоурожайные гибриды, обладающие нужными селекционеру свойствами. Это метод межлинейной гибридизации, при котором часто наблюдается эффект гетерозиса: гибриды первого поколения обладают высокой урожайностью и устойчивостью к неблагоприятным воздействиям. Гетерозис характерен для гибридов первого поколения, которые получаются при скрещивании не только

разных линий, но и разных сортов и даже видов. Эффект гетерозиготной (или гибридной) мощности бывает сильным только в первом гибридном поколении, а в следующих поколениях постепенно снижается. Основная причина гетерозиса заключается в устранении в гибридах вредного проявления накопившихся рецессивных генов. Другая причина — объединение в гибридах доминантных генов родительских особей и взаимное усиление их эффектов.

Таблица 1- Центры происхождения культурных растений

(по Н.И. Вавилову)

Внутренная Малая Азия, Закавказье, Иран, Горная Туркмения

Мягкая пшеница, горох,бобы

Тропическая Индия, Индокитай, Южный Китай

Рис, сахарный тростник, цитрусовые, огурец, баклажан и др. (50% культурных растений)

Центральный и Восточный Китай, Япония, Корея, Тайвань

Соя, просо, гречиха, плодовые и овощные культуры —- слива, вишня (20% культурных растений)

Маяая и Средняя Азия, Иран, Афганистан, Юго-Западная Индия

Пшеница, рожь, бобовые культуры, лен, конопля, репа, морковь, виноград, чеснок, груша, абрикос (14% культурных растений)

Страны по берегам Средиземного моря

Капуста, сахарная свекла, маслины, кормовые травы (11% культурных растений)

Абиссинское нагорье Африки

Твердая пшеница, ячмень, сорго, кофейное дерево, банан

Кукуруза, какао, тыква, табак, хлопчатник

Западное побережье Южной Америки

Центры происхождения культурных растений ( по Жуковскому).

Эвкалипты, акации, хлопчатника табака и риса.

Все виды арбуза, рис, проса, ямса, пальма, хлопок

Европа, Азия до озера Байкала

Окультурены: яблоня, груша черешня, ежевика, смородина и другие ягодные культуры

Виноград, слива. люпин, клюква и голубика

К ним относятся: высота растений, число и величина листьев, толщина стебля, число междоузлий и побегов кущения у злаков, величина колоса, метелки, форма клубня, корнеплода, плода, крупность зерна, наличие или отсутствие остей и огущения, плотность колоса или метелки у злаков, окраска семян и плодов и т.д.

Хозяйственная значимость различных признаков неодинакова: одни имеют большее, другие меньшее значение.

Физиологические, биохимические, технологические особенности растений называются свойствами. Физиологические свойства растений – это степень их засухоустойчивости, холодостойкости, зимостойкости, устойчивости к болезням и вредителям, реакция на условия освещения отзывчивость на высокий агрофон, в т.г. применение удобрений, орошение и т.д. биохимические свойства определяются количественным и качественным составом различных веществ: белка, крахмала, сахара, жира, эфирных масел, витаминов, алкалойдов. Технологические свойства связаны с из промышленной переработкой. Это выход муки из зерна при помоле объем и пористость выпекаемого из муки хлеба, количество экстративных веществ в зерне ячменя, перерабатываемого на пиво, пригодность для консервирования плодов, ягод и овощей, технические данные волокна у прядильных культур и т.д.

Основной показатель ценности сорта – его урожайность. Она представляет собой сложенное сочетание многих хозяйственно-биологических признаков и свойств растений.

Признаки растений условно делят на две группы: качественные и количественные. Качественными называют такие признаки, различие по которым можно установить непосредственно путем глазомерного определения, например, остый или безостый колос, пленчатое или голое зерно, округлая или овальная форма клубней, огущенный или неогущенный лист и т.д.

Количественными называют такие признаки, различие по которым нельзя или трудно устанавливать путем глазомерной оценки и для их определения необходимо прибегать к измерению, взвешиванию, подсчету (число зерен в колосе и в рогатке, масса клубней и корней, крупность семян, длина и толщина стебля) и т.д.

Деление признаков на качественные и количественные носит условный характер. Любому качественному признаку можно дать количественную характеристику, но в большинстве случаев достаточна определенность в оценки его достигается глазомерно. Если же глазомерная оценка не достаточна, то различие по качественным признакам устанавливает соответствующей количественной мерой. Например, при сравнивании двух сортов, один из которых безостит, а другой остистый, различия между ними по этому признаку устанавливают глазомерно. Если же сравнивают два остистых сорта, то может возникнуть необходимость дать количественную характеристику

этого признака, т.е. указать среднюю длину остей колоса у одного и у другого сорта. С другой стороны различие по признакам, которые обычно относятся к количественным, иногда устанавливают глазомерно. Так, при оценке некоторых сортов по такому количественному при знаку, как высота стебля, ограничиваются определениями: высокий, средний, низкий. Устанавливая величину зерна, нередко оценивают его как крупное, среднее, мелкое и т.д.

Любой признак или свойства организма в каждом поколений развивается заново на основе одного или нескольких генов во взаимодействии их с внешней средой. Но т.к. внешнее условие в которых развивается организм, никогда не бывают постоянными, то один и тот же признак выражается в различных величинах-модификациях. При этом качественные признаки более жестко контролируются генами. Они обладают большой устойчивостью, развитие их относительно меньше зависит от колебания внешних условий и по этому носит прерывный характер.

Количественные признаки определяются, как правило, большим числом генов и менее жестко контролируется ими. Они обладают меньшей устойчивастью, развитие их сильно зависит от колебания внешних условий и по этому носит непрерывный характер.

Степень изменчивости как качественных, так и количественных признаков растений под влиянием внешних условий различна: одни признаки более изменчивы, другие менее. Селекционеру при изучении внутривидового разнообразия экотипов форм и сортов необходимо хорошо знать и учитывать:

1) степень наследственной изменчивости того или иного признака или свойства у различных форм и сортов;

2) степень изменчивости определенного признака у одного и того же сорта (норму его реакции) под влиянием различных условий выращивания.

Это необходимо для подбора нужных форм при выведении нового сорта и для создания наилучших условий уже выращиваемым сортом, например, у пшеницы существует наследственно крупнозерные и мелкозерные формы.

У первых из них средняя масса 1000 семян 50-60 грамм, у вторых – 20-25 грамм. При возделывании одних и тех же условиях такая разница в крупности зерна сохраняется, а при низкой агротехнике происходи сильное снижение массы 1000 семян у первых, а у вторых едва заметное, значит крупнозерная форма представляя больший интерес для селекции, имеет преимущество и может быть использована лишь в условиях высокого агроделения.

Кукуруза карликовая – 50-60 см и высокорослые 5 м – силосные.

Зерновые – ячмень высокобелковый и пивоваренный – 6,5 -24% белка)

Даже такие стойкие признаки, как безостость или окраска остей у некоторых сортов пшеницы модифицируют под влияние условий выращивания. При сухой жаркой погоде после начала колошения остей, в это время при влажной погоде у отдельных остистых сортов, имеющих в обычных условиях черную окраску остей, они приобретают белый цвет.

Большое разнообразие форм у культурных и диких растений служит важной предпосылкой успеха селекционной работы.

1. Определение сорта.

2. Требования, предъявляемые к сорту производством.

3. Эколого-географическая систематика растений.

Источник