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
Гибридизация
В селекции растений используется такой метод, как гибридизация. При этом скрещивают организмы, отличающиеся наследственностью, то есть одной и более парами аллелей генов, а следовательно одним или несколькими внешними признаками. Этот метод селекции включает инбридинг (внутривидовую гибридизацию) и аутбридинг (отдаленную, или межвидовую гибридизацию).
Издавна люди наблюдали процесс естественной гибридизации. Так, животные-гибриды – мулы – были известны еще 2000 лет до нашей эры. Впервые искусственную гибридизацию произвел ученый-садовод Т. Фэрчайлд, который скрестил два вида гвоздик. Научные основы генетики были заложены Менделем, который проводил опыты по гибридизации гороха.
Принцип гибридизации
Заключается в том, что при оплодотворении происходит слияние двух различных по генотипу половых клеток с образованием зиготы, из которой развивается новый организм, наследующий признаки обоих родителей. Естественная гибридизация происходит в природе, искусственная осуществляется человеком в селекции или с другими целями. При этом у покрытосеменных цветки материнского растения опыляются пыльцой другого вида или сорта.
В селекции растений гибридизация используется чрезвычайно широко. Если данный метод необходим с целью соединения желательных свойств исходных организмов, это «комбинационная селекция». В том случае, когда преследуется цель получения и отбора генотипов более лучшего качества, по сравнению с родительскими формами, говорят о «трансгрессивной селекции».
В растениеводстве распространена гибридизация форм в пределах одного вида, или внутривидовая. В результате использования этого метода было создана большая часть сортов культурных растений. Отдаленная гибридизация является более сложным и трудоемким методом развития гибридов. Основная проблема при получении отдаленных гибридов – несовместимость гамет скрещиваемых форм и стерильность полученных гибридов.
Технологические процессы гибридизации различных сельско-хозяйственных культур существенно различаются между собой. Для получения гибридных форм кукурузы растения двух сортов высевают рядами поочередно, а султаны на материнских растениях срезают за несколько дней до цветения. У культур с перекрестным опылением цветков, например, ржи, используют кастрацию цветков материнских растений. У плодовых деревьев кастрация выполняется за 1-2 дня до того, как распустятся бутоны, а женские цветки изолируют, накрывая марлей. После раскрывания бутонов на рыльца пестиков наносят заранее заготовленную пыльцу. Из гибридных семян выращивают новые растения, помещая семена в специальную питательную среду и обеспечивая благоприятные условия для роста.
Виды гибридизации
Цель использования отдаленной гибридизации (аутбридинга) – получение сортов растений, обладающих ценными урожайными свойствами, устойчивых к заболеваниям и вредителям. Удачными примерами скрещивания различных видов растения служат межвидовые гибриды подсолнечника, отличающиеся иммунитетом к паразитам и болезням и содержащие более 50% масла в семенах; пшеницы с высокой урожайностью и другими ценными качествами; табака высшего качества; картофеля; капусты; редиса, и т.д.
Похожие материалы:
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