Методы селекции растений

10. Методы селекции растений

На экране

Текст «Методы селекции растений»

Успешность селекционной работы во многом зависит от генетического разнообразия исходного материала. На эту особенность указывал еще выдающийся генетик и селекционер Николай Иванович Вавилов. Благодаря Вавилову была собрана коллекция из более чем 160 тысяч образцов разных видов и сортов растений, которая сейчас хранится во Всесоюзном институте растениеводства. Эта коллекция постоянно пополняется и в настоящее время насчитывает более 320 тысяч образцов.

Текст «Николай Иванович Вавилов

(1887 – 1943гг)

российский и советский учёный-генетик, ботаник, селекционер, географ, академик»

Проанализировав образцы культурных растений и их диких предков и сородичей, которые были собраны в ходе экспедиций, Вавилов смог установить закономерности географического распределения разновидностей и форм культурных растений, открыл центры древнего земледелия – места окультуривания диких видов растений. Вавиловым были выделены следующие центры происхождения культурных растений: Восточноазиатский – родина сои, гречихи, проса, многих овощных и плодовых культур; Южноазиатский тропический – родина цитрусовых, сахарного тростника, риса, а также многих овощных культур; Юго-Западноазиатский – родина бобовых, пшеницы, ржи, моркови,  винограда; Переднеазиатский – родина многих злаковых (пшеница, ячмень, овес); Среднеземноморский – родина капусты, маслин, свеклы; Абиссинский – родина твердой пшеницы, бананов, кофе, сорго; Центральноамериканский – родина кукурузы, какао, табака, хлопчатника, тыквы; Южноамериканский – родина картофеля, ананаса. В дальнейшем были установлены еще четыре центра: Австралийский, Африканский, Европейско-Сибирский, Североамериканский.

Рисунок «Центры происхождения культурных растений»

Годы кропотливой работы Вавилова с многообразием растений вылились в  важное обобщение в виде закона гомологических рядов наследственной изменчивости: «Генетически близкие виды и роды 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 генетически расположены в общей системе роды и виды, тем полнее сходство в рядах их изменчивости. Целые семейства растений в общем характеризуются определенным циклом изменчивости, проходящей через все роды и виды, составляющие семейство». Данную закономерность Вавилов ярко продемонстрировал на примере семейства злаковых, у всех представителей которого встречаются одинаковая окраска зерновок, длина остей, форма остей и т.п. Более того, в результате дальнейших исследований было установлено, что закон гомологических рядов наследственной изменчивости действителен и для представителей животных и микроорганизмов.

Текст «Закон гомологических рядов наследственной изменчивости: «Генетически близкие виды и роды 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 генетически расположены в общей системе роды и виды, тем полнее сходство в рядах их изменчивости. Целые семейства растений в общем характеризуются определенным циклом изменчивости, проходящей через все роды и виды, составляющие семейство»»

К основным методам, используемым в селекции растений, относятся инбридинг, полиплоидия, искусственный мутагенез, отдаленная гибридизация и другие методы.

Схема «Основные методы селекции растений»

В селекции растений применяют как массовый, так и индивидуальный отборы, которые позволяют выделить из имеющейся популяции растения с необходимыми признаками. В таком случае не создают ничего нового, а используют то, что уже есть.

Текст «Массовый и индивидуальный отборы позволяют выделить из имеющейся популяции растения с необходимыми признаками. В таком случае не создают ничего нового, а используют то, что уже есть»

Для создания чего-то нового с определенными характеристиками в селекции растений используют гибридизацию с последующим отбором. Таким образом были получены некоторые сорта пшеницы, ржи, подсолнечника, многих овощных и плодовых культур.

Текст «Для создания чего-то нового с определенными характеристиками в селекции растений используют гибридизацию с последующим отбором»

Методом гибридизации географически отдаленных форм растений ученым-селекционером Иваном Владимировичем Мичуриным было выведено более 300 новых сортов плодовых растений. Методики Мичурина успешно используются и в наше время.

Текст «Методом гибридизации географически отдаленных форм растений ученым-селекционером Иваном Владимировичем Мичуриным было выведено более 300 новых сортов плодовых растений»

Рисунок «Иван Владимирович Мичурин

(1855-1935гг.)

русский биолог и селекционер, автор многих сортов плодово-ягодных культур, доктор биологии, заслуженный деятель науки и техники»

Эффект гетерозиса также активно применяется в селекционной практике. Для этого выводят несколько отличных друг от друга чистых линий с последующим межлинейным скрещиванием, по результатам проявления эффекта гетерозиса производят отбор линий для получения гибридных семян. Таким образом получают высокоурожайные гибриды кукурузы, томатов, огурцов и некоторых других культур.

Текст «Эффект гетерозиса: выводят несколько отличных друг от друга чистых линий с последующим межлинейным скрещиванием, по результатам проявления эффекта гетерозиса производят отбор линий для получения гибридных семян»

Естественный мутагенез, выливающийся в полиплоидию – кратное увеличение числа хромосом, давно использовался в выведении сортов овса, картофеля, пшеницы, плодовых, декоративных и других культур. Сейчас полиплоиды выводят искусственным мутагенезом, действуя на растения различными мутагенами, которые способствуют разрушению веретена деления клетки. Зачастую полученные полиплоиды бесполезны, однако выходят и растения с ценными качествами. Этим методом были получены некоторые сорта ржи, гречихи, сахарной свеклы, фасоли.

Текст «Естественный мутагенез, выливающийся в полиплоидию – кратное увеличение числа хромосом, давно использовался в выведении сортов овса, картофеля, пшеницы, плодовых, декоративных и других культур. Сейчас полиплоиды выводят искусственным мутагенезом, действуя на растения различными мутагенами, которые способствуют разрушению веретена деления клетки»

С помощью отдаленной гибридизации можно получать растения, сочетающие в себе признаки разных видов или даже родов. Но это довольно проблемный метод ввиду нескрещиваемости родителей и бесплодия гибридов. Бесплодие потомков обусловлено различием в хромосомах, которые в ходе мейоза не могут конъюгировать между собой.

Текст «С помощью отдаленной гибридизации можно получать растения, сочетающие в себе признаки разных видов или даже родов»

Генетиком Георгием Дмитриевичем Карпеченко был найден выход из данной ситуации, он предложил использовать метод полиплоидии для устранения бесплодия гибридов. Сочетанием отдаленной гибридизации с последующей полиплоидией академиком Николаем Васильевичем Цициным и его сотрудниками были получены многолетние пшенично- пырейные гибриды, в том числе сорт тритикале, который сочетает в себе ценные качества пшеницы и ржи. Также таким образом были выведены новые сорта картофеля, табака и многие другие культуры.

Текст «Сочетанием отдаленной гибридизации с последующей полиплоидией академиком Н.В. Цициным и его сотрудниками были получены многолетние пшенично-пырейные гибриды, в том числе сорт тритикале»

С помощью отдаленной гибридизации с последующим радиационным мутагенезом были получены новые сорта хлопчатника. Химическим мутагенезом получили большое количество перспективных сортов кукурузы, пшеницы, овса, риса, подсолнечника.

Текст «С помощью отдаленной гибридизации с последующим радиационным мутагенезом были получены новые сорта хлопчатника.

Химическим мутагенезом получили большое количество перспективных сортов кукурузы, пшеницы, овса, риса, подсолнечника»

В последнее время в селекции набирают обороты методы клеточной инженерии. Ее методами уже выведено много сортов овощных, плодовых и декоративных культур.

Текст «В последнее время в селекции набирают обороты методы клеточной инженерии»

Для быстрого размножения новых сортов используют метод вегетативного размножения - культуру тканей.

Текст «Для быстрого размножения новых сортов используют метод вегетативного размножения -культуру тканей»

Разработка и усовершенствование методов селекции растений играет важную роль в жизни человечества, так как от этого зависит продовольственное обеспечение населения.

Текст «Разработка и усовершенствование методов селекции растений играет важную роль в жизни человечества, так как от этого зависит продовольственное обеспечение населения.»