Отдаленная гибридизация примеры растений

Отдаленная гибридизация

Скрещивание организмов, относящихся к разным видам и родам, называется отдаленной гибридизацией.

Отдаленная гибридизация делится на межвидовую и межродовую. Примеры межвидовой гибридизации — скрещивания мягкой пшеницы с твердой, подсолнечника с топинамбуром, овса посевного с овсом византийским и т. д. Скрещивания пшеницы с рожью, пшеницы с пыреем, ячменя с элимусом и другие относятся к межродовой гибридизации. Цель отдаленной гибридизации — создание растительных форм и сортов, сочетающих признаки и свойства разных видов и родов. В практическом и теоретическом отношении она представляет исключительный интерес, поскольку отдаленные гибриды очень часто отличаются повышенной мощностью роста и развития, крупностью плодов и семян, зимостойкостью и засухоустойчивостью.

Велико значение отдаленной гибридизации в создании сортов, обладающих устойчивостью к болезням к вредителям.

Отдаленная гибридизация имеет более чем двухвековую историю. Первый отдаленный гибрид между двумя видами табака был получен в 1760 г. И. Кельрейтером. С тех пор проблема отдаленной гибридизации неизменно привлекала к себе внимание многих выдающихся ботаников, генетиков и селекционеров во всем мире. Большой вклад в развитие теории и практики отдаленной гибридизации внес И. В. Мичурин, который на основе этого метода создал большое число новых сортов и форм плодовых растений.

Советские селекционеры первыми в мире стали широко использовать отдаленную гибридизацию растений, и наша страна по праву считается ее родиной. В двадцатые годы в НИИСХ Юго-Востока Г. К. Мейстер скрещивал мягкую пшеницу с твердой и озимую пшеницу с рожью и получил на этой основе первые гибридные сорта. В 1930 г. Н. В. Цивдга в совхозе «Гигант» впервые в мире скрестил пшеницу с пыреем.

При отдаленной гибридизации встречаются большие трудности. Они связаны с плохой скрещиваемостью или нескрещиваемостью разных видов и родов и стерильностью получаемых гибридов первого поколения.

Ряд способов преодоления нескрещиваемости растений при отдаленной гибридизации предложен И. В. Мичуриным. При получении гибридов между яблоней и грушей, вишней и черемухой, айвой и грушей, абрикосом и сливой он пользовался смесью пыльцы. По-видимому, выделения разнообразной пыльцы, наносимой на рыльца цветков материнского растения, способствуют прорастанию пыльцы вида-опылителя.

В некоторых случаях прорастание пыльцы отцовского растения стимулировалось добавлением пыльцы материнского растения. Так, при скрещивании розы с шиповником И. В. Мичурин не мог получить семян. При добавлении же к пыльце шиповника пыльцы розы семена образовывались, и из них выросли гибридные растения.

Для выведения зимостойких сортов персика И. В. Мичурин решил скрестить культурные сорта персика с зимостойкой формой дикого миндаля-бобовника. Но получить семена от такого скрещивания ему не удалось. Тогда он провел предварительное скрещивание сеянцев бобовника с диким персиком Давида. В результате получился гибрид, названный им посредником. Он обладал достаточной зимостойкостью и легко скрещивался с культурными сортами персика. Этот метод ступенчатого скрещивания при гибридизации различных видов растений называется методом посредника.

При отдаленной гибридизации скрещивания проводят в больших масштабах, так как при незначительном числе опыленных цветков может сложиться неправильное представление о нескрещиваемости тех или иных видов или родов растений. Межвидовые и межродовые гибриды первого поколения, как правило, бесплодны или имеют очень низкую плодовитость, хотя вегетативные органы у них могут быть хорошо развиты.

Причины бесплодия гибридов первого поколения отдаленных скрещиваний следующие:

• недоразвитость генеративных органов . Чаще всего недоразвитыми бывают мужские генеративные органы — пыльники, иногда они даже не вскрываются. Нередко стерильны и женские генеративные органы;
• нарушение мейоза . При образовании гамет возможна плохая или неправильная конъюгация хромосом разных видов. При этом возможны два случая.

1. Скрещиваемые виды имеют разное число хромосом. Например, вид А (2n=14) скрещивается с видом Б (2n=28). У гибридов первого поколения число хромосом будет равняться 21. При гаметогенезе образуется 7 пар бивалентов и 7 унивалентов. Унивалентные хромосомы неравномерно распределяются между образующимися гаметами. При этом будут образовываться гаметы с различным числом хромосом — от 7 до 14.

2. Скрещиваемые виды имеют одинаковое число хромосом, но вследствие их структурных различий конъюгация между ними может быть нарушена. Во время мейоза, как и в первом случае, негомологичные хромосомы расходятся неправильно. В результате этого явления наблюдается также более или менее выраженная стерильность гибридов.

Для преодоления бесплодия отдаленных гибридов первого поколения применяют следующие приемы.

1. Опыление пыльцой одного из родителей. Это один из наиболее часто применяемых методов, в большинстве случаев он дает хорошие результаты. Недостаток его заключается в возврате у последующих гибридных поколений признаков и свойств того родителя, пыльца которого была использована для повторного опыления.

2. Опыление пыльцой растений первого поколения. При больших масштабах работы и разнообразии родительских форм среди гибридов первого поколения обычно имеется немного растений с фертильной пыльцой. Их и используют для опыления стерильных растений того же поколения. При этом возврат к признакам родительских форм значительно слабее.

3. Обработка прорастающих семян раствором колхицина для удвоения числа хромосом. Этот метод позволяет получать в большом количестве плодовитые амфидиплоидные формы со сбалансированным числом хромосом.

Источник

Вопрос 1.Основные направления селекции растений. Методы селекции растений.

Внутривидовое скрещивание-скрещивание между разными сортами или линиями одного вида; Межлинейный гибрид кукурузы Двойной межлинейный гибрид Отдалённая гибридизация — межвидовое, межродовое скрещивание. Стерильность отдалённых гибридов преодолел в 1924г отечественный учёный Г.Д.Карпеченко. Он удвоил число хромосом у отдалённых гибридов, что приводит к образованию амфидиплоидов по схеме: Р :редька х капуста 2n=18 2n=18 G n=9 n=9 F₁ 2n=18 стерильный капустноредичный гибрид . Обработали колхицином 4n=36 и получили плодовитыйкапустноредичный( рафанобрассика) гибрид. Работы академика Н.В.Цицина по получению Triticale. Р : пшеница( Triticum aestivum) х рожь (Secale cereale) 2n =42 2n=14 G n=21 n=7 F₁ 2n=28 стерильный гибрид Triticale Обработали колхицином 4n=56 и получили плодовитый гибрид Triticale,сочетающий высокие хлебопекарные качества пшеницы и высокое содержание незаменимой аминокислоты лизина, способность расти на бедных песчаных почвах от ржи. У таких гибридов в клетках содержится полный диплоидный набор хромосом обоих родителей, поэтому их хромосомы конъюгируют друг с другом и мейоз проходит правильно. Так получены пшеничнопырейный гибрид, гибрид алычи и тёрна= домашняя слива, межродовые гибриды танжело (мандарин х грейпфрут) лимондарин (лимон х мандарин), лимонанж (лимон х апельсин). Методами отдалённой гибридизации и радиационного мутагенеза созданы сорта хлопчатника, кукурузы, пшеницы, риса, овса, подсолнечника. Методы отбора в селекции растений:

• МАССОВЫЙ – в отношении перекрёстноопыляемых растений по фенотипу отвечающему стандартам. Преимущества— быстро, без больших затрат позволяет улучшить местные сорта, породы .Недостатки –нет контроля наследственной обусловленности признака и результат неустойчив.
• ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ – в отношении самоопыляющихся растений. Выделяют единичные особи с ценными качествами и отдельно выращивают их потомство. Преимущества — при самоопылении у растений или близкородственном скрещивании у животных выводят чистые линии, являющиеся ценным исходным материалом в селекции. Недостатки – трудоёмко и дорогостояще.

Источник

28. Отдаленная гибридизация растений ,ее значение и особенности.

Скрещивание организмов, относящихся к разным видам и родам, называется отдаленной гибридизацией. Отдаленная гибридизация делится на межвидовую и межродовую. Примеры межвидовой гибридизации — скрещивания мягкой пшеницы с твердой, подсолнечника с топинамбуром, овса посевного с овсом византийским и т. д. Скрещивания пшеницы с рожью, пшеницы с пыреем, ячменя с элимусом и другие относятся к межродовой гибридизации. Цель отдаленной гибридизации — создание растительных форм и сортов, сочетающих признаки и свойства разных видов и родов. В практическом и теоретическом отношении она представляет исключительный интерес, поскольку отдаленные гибриды очень часто отличаются повышенной мощностью роста н развития, крупностью плодов и семян, зимостойкостью и засухоустойчивостью. Велико значение отдаленной гибридизации в создании сортов, обладающих устойчивостью к болезням к вредителям. Отдаленная гибридизация имеет более чем двухвековую историю. Первый отдаленный гибрид между двумя видами табака был получен в 1760 г. И. Кельрейтером. С тех пор проблема отдаленной гибридизации неизменно привлекала к себе внимание многих выдающихся ботаников, генетиков и селекционеров во всем мире. Большой вклад в развитие теории и практики отдаленной гибридизации внес И. В. Мичурин, который на основе этого метода создал большое число новых сортов и форм плодовых растений.

При отдаленной гибридизации скрещивания проводят в больших масштабах, так как при незначительном числе опыленных цветков может сложиться неправильное представление о нескрещиваемости тех или иных видов или родов растений. Межвидовые и межродовые гибриды первого поколения, как правило, бесплодны или имеют очень низкую плодовитость, хотя вегетативные органы у них могут быть хорошо развиты.

29. Первичные и вторичные генцентры происхождения культурных растений . Микроцентры.

Первичные и вторичные центры. По времени происхождения центры формообразования культурных растений Н. И. Вавилов делил на первичные и вторичные. Первичные генцентры более древние, вторичные возникли позднее, их образование связано с развитием товарообмена и общения между земледельческими районами. Под влиянием этих факторов и развивающегося земледелия складывалась новая производственная география возделываемых растений. В результате возникновения мутаций, скрещивания между видами во вторичных центрах происхождения шли особенно бурные формообразовательные процессы.

Общая территория, занимаемая первичными центрами, установленными Н. И. Вавиловым, составляет приблизительно суши земного шара. Более 80 % культурных растений имеют свои первичные центры в восточном полушарии и менее 20 % приходится на страны Америки. Почти половина всех видов культурных растений происходит из Индии и Китая, большое их число сформировалось также в Передней Азии и Средиземноморских странах. Близость нашей страны к основным центрам происхождения важнейших культурных растений обусловила распространение и формирование в результате отбора исключительно ценных местных сортов и популяций зерновых, кормовых и плодовых культур.

В последнее время высказываются положения о возможности выделения третичных центров формообразования культурных растений. Ими можно считать крупные селекционные центры, где экспериментально получают и используют в гибридизации тысячи новых мутаций, создают путем искусственного отбора новые селекционные сорта и формы различных сельскохозяйственных растений.

Эндемичные географические микроцентры дикорастущих видов, генетически родственных культурным. Наряду с крупными центрами происхождения — макроцентрами П. М. Жуковский установил микроцентры. Это остатки старых первичных центров или вновь возникшие генцентры. Ареалы их очень малы. Микроцентры или изолированы, или составляют смежные группы, образующие своеобразные блоки.

Эфиопия — микроцентр происхождения форм дикой капусты, произрастающих при длинном дне. Здесь же обнаружен эндемичный для высокогорной части Эфиопии овес абиссинский, засоряющий посевы полбы и ячменя. На Канарских островах и в Республике Зеленого Мыса найдены три вида дикой свеклы, иммунные к нематоде, церкоспорозу и курчавости. Галапагосские острова — микроцентр эндемичного дикорастущего вида томата, обладающего исключительно сильной засухоустойчивостью.

Источник