Перечислить методы гибридизации растений

1.2. Гибридизация в качестве основного метода создания гибридов и новых сортов растений

Скрещивание организмов, имеющих разную наследственность хотя бы по одному или нескольким признакам, называется гибридизацией, а особи, возникшие в результате такого скрещивания – гибридами.

Целями гибридизации являются:

1) повышение устойчивости растений против различных заболеваний, повреждений и вредителей, повышение зимостойкости и засухоустойчивости, а также увеличение жизнестойкости и долговечности растений; 2) повышение мощности и быстроты роста; 3) повышение декоративных качеств и комбинирование их с устойчивостью к газам, задымлению и т. п.; 4) повышение урожайности, качества плодов, содержания ценных веществ; 5) улучшение качества древесины – плотности, структуры и пр.

Гибридизация будучи процессом, на основе которого возникает и реализуется комбинативная изменчивость, является одним из факторов эволюции. Гибридизация может быть внутривидовой (в пределах одного вида) и отдаленной (между разными систематическими группами при которой происходит объединение разных геномов).

В селекции растений наиболее распространен метод гибридизации форм или сортов в пределах одного вида. С помощью этого метода создано большинство современных сортов растений. Отдаленная гибридизация – более сложный и трудоемкий метод получения гибридов. Основное препятствие получения отдаленных гибридов — несовместимость половых клеток скрещиваемых пар и стерильность гибридов первого и последующих поколений. Для первого поколения гибридов часто характерен гетерозис, выражающийся в лучшей приспособляемости, большей плодовитости и жизнеспособности организмов.

Различают гетерозис: 1) соматический, проявляющийся в более мощном развитии вегетативных частей у гибридных организмов; 2) репродуктивный, который выражается в более мощном развитии репродуктивных органов и повышении плодовитости и урожайности; 3) адаптивный, проявляющийся в повышении жизнеспособности и приспособленности растений к условиям среды.

В данном подразделе необходимо дать определение гибридизации, указать ее виды, обосновать основные закономерности наследования гомозиготных и гетерозиготных организмов, раскрыть роль гибридизации в создании новых сортов растений. Также необходимо привести основные сведения о гетерозисе как явлении и определить его связь с общей и специфической комбинационной способностью гибридных форм.

1.3. Типы и способы скрещиваний, которые используются при гибридизации

Гибридизация растений осуществляется путем скрещивания. В практической селекции используют различные способы и виды скрещиваний, выбор которых определяется рядом условий (биологическими особенностями растений, характером исходного материала, требованиями, предъявляемыми к новому сорту и пр.).

В настоящее время применяют следующие способы скрещиваний: комбинационное, трансгрессивное, межлинейное и отдаленное внутривидовое скрещивание.

Целью комбинационного скрещивания является комбинирование двух или нескольких признаков, имеющихся у различных особей; трансгрессивного – усиление в потомстве какого-то одного количественного признака. Межлинейное скрещивание – это скрещивание двух чистых, или инбредных линий с целью получения гетерозисного эффекта.

Для достижения поставленных целей селекции и в зависимости от применяемого способа скрещивания в селекции применяются различные типы скрещиваний. Все типы скрещиваний подразделяют на простые и сложные.

При простых скрещиваниях гибриды получаются на основе комбинации материнской и отцовской форм. Среди простых скрещиваний выделяют парные; диаллельные, когда каждая испытываемая линия или форма скрещивается со всеми другими линиями или формами; реципрокные, при которых каждый из двух сортов или форм в одном случае является материнской формой, а в другом – отцовской.

Сложными скрещиваниями называют скрещивания, когда в гибридизацию вовлекается более двух родительских форм или когда гибридное потомство повторно скрещивается с одним из родителей. Они подразделяются на: множественные когда материнское растение опыляется смесью пыльцы нескольких видов и сортов; возвратные, или беккроссы, при которых гибрид повторно скрещивается с одной из родительских форм; конвергентные, или насыщающие скрещивания, представляющие собой возвратные повторные скрещивания; ступенчатые, когда гибрид от простого скрещивания двух растений или двух сортов скрещивается с третьим новым сортом или новым растением, затем с четвертым и т. д.; межгибридные, при которых объединение наследственности нескольких родителей осуществляется не последовательно, как при ступенчатом, а параллельно после предварительного получения простых гибридов и последующего их скрещивания.

В данном подразделе необходимо подробно описать все способы и типы скрещиваний, которые используются при гибридизации, привести их схемы. Также целесообразно указать в каком случае применяется тот или иной тип скрещивания, их преимущества и недостатки.

Источник

3.2. Методы гибридизации

Методы гибридизации зависят от биологических особенностей вида, характера исходного материала, требований к будущему сор­ту и др. Выделяют простые и сложные скрещивания, кроме того, существует ряд методов, сочетающих гибридизацию с другими под­ходами хозяйственного улучшения растений (инбридинг, полипло­идия, мутагенез и др.).

Простые скрещивания. Скрещивания между двумя родительски­ми формами, производимые однократно, называют простыми:

При простых скрещиванияхгибриды получаются от объединениянаследственности двух родителей. Формообразовательный процесс в гибридных популяциях от простых скрещиваний идет на основе перераспределения наследственного материала, привнесенного в рав­ном количестве одной парой родителей, поэтому простые скрещивания называют также парными. Разновидностью парных скрещива­ний являются взаимные или реципрокные, когда в качестве материн­ского растения выступает растение, бывшее ранее отцовским:

Реципрокные скрещивания применяются:

а) когда наследование какого-либо важного хозяйственно-биологического признака (на­пример, зимостойкости, роста и др.) связано с цитоплазмой; гиб­риды наследуют это свойство сильнее в том случае, если носитель ценного признака берется в виде материнского растения;

б) когда завязываемость семян зависит от того, в качестве материнской или отцовской берется та или иная форма.

Сложные скрещивания. В сложных скрещиваниях участвуют бо­лее двух родительских форм, или гибридное потомство повторно скрещивается с одним из родителей. Они делятся на ступенчатые и возвратные. Ступенчатые скрещивания применяются, когда необ­ходимо соединить в гибридном потомстве наследственность не­скольких родительских форм. Их можно представить в виде следу­ющих простейших формул:

1)[(АхВ)хС]х D; 2)[(AxB)x(Cx D)] х Е.

В первом случае гибрид, полученный от скрещивания двух родительских форм А и В, дополнительно скрещивается с формой С, а затем с формой D; в целом здесь объединяется наследственность четырех родительских форм. Во втором случае сначала скрещива­ются попарно формы А и В, С и D, а их гибридное потомство скрещивается между собой и с формой Е; в целом здесь объединяется наследственность пяти родительских форм. В обоих случаях скре­щивания осуществляются последовательно, ступенчато.

Возвратные скрещивания — это такие скрещивания, при кото­рых гибрид повторно скрещивается с одним из родителей. Их при­меняют в двух случаях: 1) для преодоления бесплодия гибридов первого поколения при отдаленной гибридизации: (Ах В) х В; 2) для усиления в гибридном потомстве желаемых свойств одного из ро­дителей. В этом случае возвратные скрещивания называют насы­щающими. Чаще всего их используют при выведении сортов, устой­чивых к болезням или неблагоприятным абиотическим факторам среды. Лучший высокопродуктивный, но неустойчивый к действию какого — либо неблагоприятного фактора сорт берется в качестве отцовской формы, а сорт, обладающий устойчивостью к нему, — в качестве материнской. Например, скрещиваются устойчивый сорт А с быстрорастущим, но мало устойчивым сортом В, тогда мы можем иметь следующую последовательность возвратных скрещива­ний, каждое из которых называется беккроссом (табл. 3.2). В резуль­тате первого беккросса количество отцовского ядерного материала увеличивается до 75%, после пятого — оно равняется 99,2%, т.е. происходит почти полное поглощение материнской наследствен­ности отцовской, поэтому такие насыщающие скрещивания назы­ваются поглотительными.

Использование в гибридизации явления инбридинга позволило разработать инцухт-гетерозисный метод получения гетерозисных растений. При этом методе сначала получают инцухт-линии или инбред -линии (самоопыленные линии), представляющие собой потом­ство одного перекрестно опыляющегося растения, полученное в результате принудительного самоопыления. Исходное растение, которое принудительно подвергли самоопылению, обозначается символом 1_о, первое его инбредное потомство — символом 1₁, вто­рое — символом 1₂ и т.д. Затем отбирают инбредные линии, облада­ющие высокой комбинационной способностью, и скрещивают их между собой. В результате получают гибриды, обладающие повы­шенным гетерозисом. Такие гибриды называют инцухт-гетерозисными. Прекрасные результаты применения этого метода получены на сельскохозяйственных растениях, в частности у кукурузы. О его применимости для лесных пород указывал еще А.И. Колесников, а в более позднее время — Э. Ромедер и Г. Шенбах (1962).

Схема применения насыщающих скрещиваний в селекции на устойчивость (по Г.В. Гуляеву, А.П. Дубинину, 1974)

Процент насыщения устойчивого

Источник

Методы селекции растений

Селекция – наука о выведении новых и улучшении имеющихся сортов растений, пород животных, штаммов микроорганизмов. Для создания культурных сортов растений используют различные методы селекции.

Селекция

Большинство растений, которые современное человечество употребляет в пищу, является результатом селекции (картофель, томат, кукуруза, пшеница). На протяжении нескольких веков люди выращивали дикие растения, переходя от собирательства к земледелию.

Результатом селекции растений являются:

• высокая урожайность;
• питательная ценность растений (например, содержание белка в пшенице);
• улучшенный вкус;
• устойчивость культур к погодным условиям и болезням и вредителям;
• скороспелость плодов;
• интенсивность развития (например, «отзывчивость» на удобрения или полив).

Селекция решила проблемы с нехваткой пищи и продолжает развиваться, внедряя методы генной инженерии. Селекционеры не только улучшают вкусовые качества и повышают урожайность растений, но и делают их более полезными, насыщенными витаминами и важными для метаболизма химическими элементами.

Для успешной селекции необходимо понимать закономерности наследования признаков, особенности влияния среды, способы размножения культивируемых растений.

Методы

Основными методами селекции являются:

которые читают вместе с этой

Источник