Основні методи селекції рослин
Головна | Про нас | Зворотній зв'язок
Класичними методами селекції рослин були і залишаються гібридизація і відбір. Розрізняють дві основні форми штучного відбору: масовий і індивідуальний.
1. Масовий відбір застосовують при селекції перекрестноопиляемих рослин, таких, як жито, кукурудза, соняшник. При цьому виділяють групу рослин, що володіють цінними ознаками. В цьому випадку сорт являє собою популяцію, що складається з гетерозиготних особин, і кожне насіння навіть від одного материнського рослини має унікальний генотипом. За допомогою масового відбору зберігаються і поліпшуються сортові якості, але результати відбору нестійкі в силу випадкового перехресного запилення.
2. Індивідуальний відбір ефективний для самозапильних рослин (пшениці, ячменю, гороху). В цьому випадку потомство зберігає ознаки батьківської форми, є гомозиготною і називається чистою лінією. Чиста лінія - потомство однієї гомозиготной самозапиленням особини. У будь-якої особи тисячі генів, і так як відбуваються мутаційні процеси, то абсолютно гомозиготних особин в природі практично не буває. Мутації найчастіше рецесивні. Під контроль природного і штучного відбору вони потрапляють тільки тоді, коли переходять в гомозиготний стан.
3. Природний відбір в селекції відіграє визначальну роль. На будь-яку рослину протягом всього його життя діє цілий комплекс факторів навколишнього середовища, і воно повинно бути стійким до шкідників і хвороб, пристосоване до певного температурного і водного режиму.
4. Інбридинг використовують при самозапилення перекрестноопиляемих рослин. наприклад, для отримання чистих ліній кукурудзи. При цьому підбирають такі рослини, гібриди яких дають максимальний ефект гетерозису - життєвої сили, утворюють качани більші, ніж качани батьківських форм. Від них отримують чисті лінії - протягом ряду років, виробляють примусове самозапилення - зривають волоті з обраних рослин і, коли з'являються рильця маточки, їх запилюють пилком цього ж рослини. Ізоляторами оберігають суцвіття від попадання чужий пилку. У гібридів багато рецесивні несприятливі гени при цьому переходять в гомозиготний стан, і це призводить до зниження їх життєздатності, до депресії. Потім схрещують чисті лінії між собою для отримання гібридного насіння, що дають ефект гетерозису.
Ефект гетерозису пояснюється двома основними гіпотезами. Гіпотеза домінування передбачає, що ефект гетерозису залежить від кількості домінантних генів у гомозиготному або гетерозиготному стані. Чим більше в генотипі генів в домінантному стані - тим більший ефект гетерозису, і перше гібридне покоління дає прибавку врожаю до 30% (рис. 339).
ААbbCCdd x aaBBccDD
Гіпотеза сверхдоминирования пояснює явище гетерозису ефектом сверхдоминирования: іноді гетерозиготное стан по одному або декільком генам дає гібриду перевагу над батьківськими формами по масі і продуктивності. Але починаючи з другого покоління ефект гетерозису загасає, так як частина генів переходить в гомозиготний стан.
5. Перехресне запилення самоопилітелей дає можливість поєднувати властивості різних сортів. Розглянемо, як це практично виконується при створенні нових сортів пшениці. У квіток рослини одного сорту видаляються пильовики, поруч в банку з водою ставиться рослина іншого сорту, і рослини двох сортів накриваються загальним ізолятором. В результаті отримують гібридне насіння, що поєднують потрібні селекціонерові ознаки різних сортів.
6. Дуже перспективний метод отримання полиплоидов, у рослин поліплоїдії володіють більшою масою вегетативних органів, мають більші плоди і насіння. Багато культур є природними поліплоїди: пшениця, картопля, виведені сорти поліплоїдні гречки, цукрових буряків.
Види, у яких кратно помножений один і той же геном, називаються аутополіплоідамі. Класичним способом отримання полиплоидов є обробка проростків колхицином. Ця речовина блокує утворення мікротрубочок веретена поділу при мітозі, в клітинах подвоюється набір хромосом, клітини стає тетраплоидной (рис. 340).
7. Віддалена гібридизація - схрещування рослин, що відносяться до різних видів. Але віддалені гібриди зазвичай стерильні, так як у них порушується мейоз (два гаплоїдних набору хромосом різних видів не кон'югують), і не утворюються гамети.
У 1924 році радянський вчений Г.Д.Карпеченко отримав плідний межродовой гібрид. Він схрестив редьку (2n = 18 редечних хромосом) і капусту (2n = 18 капустяних хромосом). У гібрида в диплоїдний набір було 18 хромосом: 9 редечних і 9 капустяних, але при мейозі редечние і капустяні хромосоми НЕ Кон'юговані, гібрид був стерильним.
За допомогою колхіцину Г.Д.Карпеченко вдалося подвоїти хромосомний набір гібрида, поліплоїдії став мати 36 хромосом, при мейозі редечние (9 + 9) хромосоми Кон'юговані з редечного, капустяні (9 + 9) з капустяним. Плодючість була відновлена. Таким способом були отримані пшенично-житні гібриди (тритикале), (рис. 341) пшенично-пирійні гібриди та ін. Види, у яких відбулося об'єднання різних геномів в одному організмі, а
потім їх кратне збільшення, називаються Аллополіплоїдія.
8. Використання соматичних мутацій може бути застосовано для селекції вегетативно розмножуються рослин, що використовував у своїй роботі ще И.В.Мичурин. За допомогою вегетативного розмноження можна зберегти корисну соматичну мутацію. Крім того, тільки за допомогою вегетативного розмноження зберігаються властивості багатьох сортів плодово-ягідних культур.
9. Експериментальний мутагенез заснований на відкритті впливу різних випромінювань для отримання мутацій і на використання хімічних мутагенів. Мутагени дозволяють отримати великий спектр різноманітних мутацій, зараз в світі створені понад тисячу сортів, провідних родовід від окремих мутантних рослин, отриманих після впливу мутагенами.
Багато методів селекції рослин були запропоновані И.В.Мичурина. За допомогою методу ментора И.В.Мичурин домагався зміни властивостей гібрида в потрібну сторону. Наприклад, якщо у гібрида потрібно було поліпшити смакові якості, в його крону прищеплювалися живці з батьківського організму, що має хороші смакові якості; або гібридне рослина прищеплювали на підщепу, в сторону якого потрібно було змінити якості гібрида. И.В.Мичурин вказував на можливість керування домінуванням певних ознак при розвитку гібрида. Для цього на ранніх стадіях розвитку необхідно вплив певними зовнішніми факторами. Наприклад, якщо гібриди вирощувати у відкритому грунті, на бідних ґрунтах, підвищується їх морозостійкість.