Методы селекции центр происхождения культурных растений

Лекция 3. Учение н.И. Вавилова о центрах происхождения культурных растений

1. Группы культурных растений по происхождению. Среди флоры земного шара выделяется значительная по числу (более 2500) видов группа растений, возде­лываемых человеком и получивших название культурных. Культурные растения и образованные ими агрофитоценозы пришли на смену луговым и лесным сообществам. Они – результат земледельческой деятельности человека, которая началась 7–10 тысяче­летий назад. В переходящих в культуру диких растениях неиз­бежно отражается новый этап их жизни. Отрасль биогео­графии, изучающая распространение культурных расте­ний, их приспособление к почвенно-климатическим усло­виям в различных областях земного шара и включающая элементы экономики сельского хозяйства, называется географией культурных растений.

По своему происхождению культурные растения делятся на три группы: наиболее молодая группа, сорно-полевые виды и наиболее древняя группа.

1. Наиболее молодая группа культурных растений происходит от видов, до настоящего времени живущих в диком состоянии. Для растений этой группы установить центр начала их возделывания не составляет особого труда. К ним относятся плодово-ягодные культуры (яблоня, груша, слива, вишня, крыжовник, смородина, малина, земляника), все бахчевые, часть корнеплодов (свекла, брюква, редис, репа).

2. Сорно-полевые виды растений стали объектами куль­туры там, где основная культура из-за неблагоприятных природных условий давала низкие урожаи. Так, при продвижении земледелия на север озимая рожь вытес­нила пшеницу; широко распространенная в Западной Сибири масличная культура рыжик, используемая для получения растительного масла, является сорняком в по­севах льна.

3. Для наиболее древних культурных растений невоз­можно установить время начала их культивирования, поскольку их дикорастущие предки не сохранились. К ним относятся сорго, просо, горох, бобы, фасоль, чече­вица.

Потребность в исходном материале для селекции и улучшения сортов культурных растений обусловила создание учения о центрах их происхождения. В основу учения легла идея Ч. Дарвина о существовании геогра­фических центров происхождения биологических видов. Впервые географические области происхождения важ­нейших культурных растений были описаны в 1880 г. швейцарским ботаником А. Декандолем. Согласно его представлениям, они охватывали довольно обширные территории, в том числе целые континенты. Важнейшие исследования в этом направлении спустя полвека были выполнены замечательным русским генетиком и ботанико-географом Н. И. Вавиловым (1887–1943), который осуществил изучение центров происхождения культурных растений на научной основе.

Дифференцированный метод н. И. Вавилова

Н. И. Вавилов предложил новый, названный им диф­ференцированным, метод установления исходного центра происхождения культурных растений, заключающийся в следующем. Собранная из всех мест возделывания коллекция интересующего растения исследуется с по­мощью морфологических, физиологических и генетиче­ских методов. Таким образом, определяется область сосре­доточения максимального разнообразия форм, признаков и разновидностей данного вида. В конечном итоге можно установить очаги введения в культуру того или иного вида, которые могут не совпадать с территорией его ши­рокого возделывания, а находится от нее на значительных (несколько тысяч километров) расстояниях. Причем центры возникновения культурных растений, возделывае­мых в настоящее время на равнинах умеренных широт, иногда оказываются в горных районах.

Стремясь поставить генетику и селекцию на службу народного хозяйства страны, Н. И. Вавилов и его сорат­ники во время многочисленных экспедиций в 1926– 1939 гг. собрали коллекцию, насчитывающую около 250 тыс. образцов культурных растений. Как подчеркивал ученый, его интересовали преимущественно растения умеренных зон, поскольку огромные растительные богат­ства Южной Азии, Тропической Африки, Центральной Америки и Бразилии, к сожалению, лишь в ограничен­ном масштабе могут быть использованы в нашей стране.

2. Учение о гомологических рядах. Важным теоретическим обобщением исследований Н. И. Вавилова является разработанное им учение о го­мологических рядах. Согласно сформулированному им закону гомоло­гических рядов наследственной изменчивости, не только близкие в генетическом отношении виды, но и роды рас­тений образуют гомологические ряды форм, т. е. в гене­тической изменчивости видов и родов существует опре­деленный параллелизм. Близкие виды благодаря боль­шому сходству их генотипов (почти одинаковому набору генов) обладают сходной наследственной изменчивостью. Если все известные вариации признаков у хорошо изу­ченного вида расположить в определенном порядке, то и у других родственных видов можно обнаружить почти все те же вариации изменчивости признаков. Например, приблизительно одинакова изменчивость остистости коло­са у мягкой, твердой пшеницы и ячменя.

Трактовка Н.И.Вавилова. 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 родство, тем полнее сходство в рядах изменчивости.

Современная трактовка закона. Родственные виды, роды, семейства обладают гомологичными генами и порядками генов в хромосомах, сходство которых тем полнее, чем эволюционно ближе сравниваемые таксоны. Гомология генов у родственных видов проявляется в сходстве рядов их наследственной изменчивости (1987 г.).

Источник

Селекция. Центры происхождения культурных растений

Глава IХ.
Генетика и селекция
Тема:
«Селекция. Центры происхождения
культурных растений»
Задачи:
Дать характеристику основным центрам
происхождения культурных растений и домашних
животных
Пименов А.В.

2.

Селекция как наука
Селекция — 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:
1. Изучение сортового, видового и родового разнообразия
интересующей нас культуры;
2. Изучение влияния среды на развитие интересующих
селекционера признаков;
3. Изучение наследственной изменчивости;
4. Знание закономерностей наследования признаков при
гибридизации;
5. Особенностей селекционного процесса для само- или
перекрестноопылителей, стратегии искусственного отбора.

3.

Селекция как наука
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.
Для успешной работы селекционеру
необходимо сортовое разнообразие исходного
материала, с этой целью Н.И.Вавиловым была
собрана коллекция сортов культурных
растений и их диких предков со всего земного
шара. К 1940 году во Всесоюзном институте
растениеводства насчитывалось 300 тыс.
образцов.

4.

5.

Центры происхождения культурных растений
Но с позиций лысенковщины, занявшей в то время руководящие
позиции в биологической науке России и считавшей, что
определяющую роль в создании новых форм играет окружающая
среда, эта коллекция была не нужна. Работы по пополнению
коллекции были прекращены.
В настоящее время коллекция пополняется и является основой для
работ по селекции любой культуры, в настоящее время в коллекции
более миллиона образцов различных видов и сортов растений.
Н.И.Вавилов установил центры происхождения культурных
растений, где находится наибольшее видовое и сортовое
многообразие культурных растений. Наиболее богатыми по
количеству культур являются древние центры цивилизации, именно
там наиболее ранняя культура земледелия, более длительное время
проводится искусственный отбор и селекция растений.

6.

7.

Центры происхождения культурных растений
Н. И. Вавилов предположил, что
район наибольшего генетического
разнообразия какого-либо вида
культурного растения является
центром его происхождения и
одомашнивания. Всего Н. И.
Вавилов установил 8 центров
древнего земледелия, где люди
впервые стали выращивать дикие
виды растений/
1. Индийский (Южноазиатский)
центр включает в себя
полуостров Индостан, Южный
Китай, Юго-Восточную Азию. Этот
центр — родина риса, цитрусовых,
огурцов, баклажанов, сахарного
тростника и многих других видов
культурных растений.

8.

Центры происхождения культурных растений
2. Китайский
(Восточноазиатский) центр
включает в себя Центральный и
Восточный Китай, Корею, Японию.
В этом центре были окультурены
человеком просо, соя, гречиха,
редька, вишня, слива, яблоня.
3. Юго-западноазиатский
центр охватывает страны Малой
Азии, Средней Азии, Иран,
Афганистан, Северо-Западную
Индию. Это родина мягких сортов
пшеницы, ржи, бобовых (гороха,
бобов), льна, конопли, чеснока,
винограда.

9.

Центры происхождения культурных растений
5. Средиземноморский центр
включает в себя европейские,
африканские и азиатские страны,
расположенные по берегам
Средиземного моря. Здесь родина
капусты, маслин, петрушки,
сахарной свеклы, клевера.
6. Абиссинский центр
расположен в относительно
небольшом районе современной
Эфиопии и на южном побережье
Аравийского полуострова. Этот
центр — родина твердых пшениц,
сорго, бананов, кофе. Повидимому, из всех центров
древнего земледелия Абиссинский
центр является самым древним.

10.

Центры происхождения культурных растений
7. Центральноамериканский
центр — это Мексика, острова
Карибского моря и часть стран
Центральной Америки. Здесь
родина кукурузы, тыквы,
хлопчатника, табака, красного
перца.
8. Южноамериканский центр
охватывает западное побережье
Южной Америки. Это родина
картофеля, ананаса, хинного
дерева, томатов, фасоли.
Все эти центры совпадают с
местами существования великих
цивилизаций древности —
Древнего Египта, Китая, Японии,
Древней Греции, Рима, государств
майя и ацтеков.

11.

Центры происхождения культурных растений
Центры происхождения
Местоположение
Культивируемые растения
1. Южноазиатский
тропический
Тропическая Индия,
Индокитай, о-ва ЮгоВосточной Азии
Рис, сахарный тростник, цитрусовые,
баклажаны и др. (50% культурных
растений)
2. Восточноазиатский
Центральный и Восточный
Китай, Япония, Корея,
Тайвань
Малая Азия, Средняя Азия,
Иран, Афганистан, ЮгоЗападная Индия
Страны по берегам
Средиземного моря
Абиссинское нагорье Африки
Южная Мексика
Соя, просо, гречиха, плодовые и
овощные культуры — слива, вишня и
др. (20% культурных растений)
Пшеница, рожь, бобовые культуры,
лен, конопля, репа, чеснок, виноград и
др. (14% культурных растений)
Капуста, сахарная свекла, маслины,
клевер (11% культурных растений)
Твердая пшеница, ячмень, кофейное
дерево, бананы, сорго
Кукуруза, какао, тыква, табак,
хлопчатник
Картофель, томаты, ананас, хинное
дерево.
3. Юго-Западноазиатский
4. Средиземноморский
5. Абиссинский
6. Центральноамериканский
7. Южноамериканский
Западное побережье Южной
Америки

12.

13.

Повторение:
**Тест 1. Какие три растения попали к нам из Южной Америки
(Андийский центр):
1. Ананас.
5. Табак.
2. Кофе.
6. Пшеница.
3. Картофель.
7. Томаты.
4. Кукуруза.
**Тест 2. Какие четыре растения попали к нам из
Центральной Америки:
1. Ананас.
5. Табак.
2. Кофе.
6. Фасоль.
3. Картофель.
7. Тыква.
4. Кукуруза.
**Тест 3. Какие три растения попали к нам из Абиссинского
центра:
1. Ананас.
5. Ячмень.
2. Кофе.
6. Пшеница.
3. Картофель.
7. Капуста.
4. Твердая пшеница.

14.

Повторение:
**Тест 4. Какие четыре растения попали к нам из
Средиземноморского центра:
1. Лук.
5. Табак.
2. Чеснок.
6. Пшеница.
3. Свекла.
7. Капуста.
4. Кукуруза.
**Тест 5. Юго-Западноазиатский центр родина четырех
растений:
1. Мягкая пшеница.
5. Табак.
2. Рожь.
6. Горох.
3. Томаты.
7. Виноград.
4. Кукуруза.
**Тест 6. Какие три растения попали к нам из
Восточноазиатского центра:
1. Слива.
5. Груша.
2. Чеснок.
6. Яблоня.
3. Свекла.
7. Капуста.
4. Кукуруза.

15.

Повторение:
**Тест 7. Южноазиатский тропический центр родина трех
растений:
1. Рис.
5. Табак.
2. Цитрусовые.
6. Банан.
3. Свекла.
7. Капуста.
4. Кукуруза.
**Тест 8. Верные суждения:
1. Материал для селекции поставляет мутационная изменчивость.
2. Материал для селекции поставляет комбинативная изменчивость.
3. Материал для селекции поставляет модификационная
изменчивость.
4. Направляющим фактором в селекции является искусственный
отбор.
5. Направляющим фактором в селекции является естественный
отбор.

Источник