Выведение новых сортов растений условие выращивания

Наука, которая разрабатывает методы (способы) выведения сортов растений, называется селекцией. Латинское слово «селекциа» по-русски означает отбор или выбор.
Отбор человек применяет с давних пор. Первобытные люди отбирали дикие растения, которые давали им пищу или волокно для одежды, и переносили их к своим жилищам. В результате длительного отбора появились новые, культурные растения. Можно сказать, что все культурные растения, которые мы возделываем на своих полях, огородах, в садах, в основном результат многовековой деятельности человека.
Многие виды и формы растений, созданные неизвестными селекционерами, существуют с незапамятных времен. Около двух тысяч лет назад в древнем Риме появились произведения писателя и агронома Колумеллы, ученого Варрона, поэта Вергилия, в которых встречаются первые указания, как нужно вести отбор растений. К концу XVIII — началу XIX в. селекционеры-практики вывели немало сортов и невиданных до того времени форм растений, особенно овощных и декоративных цветочных. Больших успехов они достигли и в выведении новых пород сельскохозяйственных животных. Так, Англия в тот период стала ведущей страной по развитию племенного животноводства, мировым поставщиком племенных лошадей, рогатого скота, кур. Во Франции, Германии, США также развивались крупные предприятия, снабжавшие сельское хозяйство специально выведенными высокосортными семенами и высокопородными животными.
С первой половины прошлого века началось особенно бурное развитие естествознания. Научные открытия следовали одно за другим. Важнейшее значение имело создание клеточной теории. Были установлены многие закономерности в размножении и питании растений.
С развитием естествознания появилась научная селекция, в основу которой положена теория Чарлза Дарвина.
Познакомимся с методами, которые применяют в своей работе ученые-селекционеры, чтобы вывести новые сорта или формы растений.
Метод отбора, хотя он и наиболее древний, остается и до сих пор одним из основных в селекции растений.
В каждом посеве есть лучшие и худшие растения, а среди лучших — наилучшие. Например, для злаков это растения с крупным и многозерным колосом, устойчивые к болезням, осыпанию, полеганию. Лучший колос обмолачивают и высевают каждое зерно в отдельности. Среди выросших растений мы снова найдем лучшие и худшие. Опять отберем из них лучшие. Такой многократный отбор в результате может дать более или менее однородный материал, который будет обладать всеми признаками и свойствами, которые нас интересуют. Отбор надо вести в тех же почвенных и климатических условиях, в которых новый сорт будет возделываться.
Надо быть очень наблюдательным, уметь подмечать особенности строения, свойства и признаки растений, выделяющие их из всех остальных. Для этого необходимо проводить тщательное наблюдение за выращиваемыми растениями. Убедившись, что растения стали однородными по ценным для нас признакам и свойствам, мы можем приступить к простому их размножению.
Но иногда отобранные растения теряют признаки в следующем же поколении. Причины этого явления различны.
Например, под влиянием разных условий в растении могут происходить ненаследственные изменения, так называемые модификации. Многие формы мягкой пшеницы, выращенные в долине, имеют белый или слегка красноватый колос, а в высокогорных районах цвет колоса у них становится темно-красным или почти черным. Но посеянные в долине семена дадут снова светлые колосья.
Другой пример. Все цветковые растения в основном делятся на перекрестноопыляющиеся и самоопыляющиеся. Но есть растения, которые по характеру оплодотворения являются одновременно и теми и другими. Если условия благоприятные, т. е. стоит солнечная теплая погода, они цветут открыто и происходит перекрестное опыление. В ненастную погоду цветок полностью не раскрывается, что приводит к самоопылению. Вести отбор среди «перекрестников» значительно труднее, чем у самоопыляющихся растений. Так, например, у озимой ржи можно нередко наблюдать

появление колосьев с зерном интенсивно розовой, почти малиновой окраски. Однако отбор растений по этому признаку обычно не удается. Из-за перекрестного опыления из малиновых зерен вырастают растения, в колосьях которых образуются зерна с обыкновенной для озимой ржи окраской.
У озимой ржи можно наблюдать, хотя и не часто, растения с ветвистым колосом. Чтобы закрепить этот признак, мы прежде всего должны исключить возможность переопыления этого растения с каким-либо другим, имеющим обыкновенное строение колоса. Для этого все колосья выбранного растения ветвистого типа должны быть изолированы вместе, под одним бумажным мешочком. Тогда опыление произойдет лишь между ними. Растения с ветвистым строением колоса, развившиеся из полученных семян, надо выращивать отдельно, удалив все растения с неветвящимися колосьями. Чтобы закрепить этот признак, надо и в последующих поколениях сразу же после колошения уничтожать все растения, у которых колосья обыкновенные, неветвистые. Тогда естественное перекрестное опыление произойдет между растениями, имеющими только ветвистое строение колоса. Таким путем нами была создана новая форма озимой ветвистой ржи.
В некоторых случаях ненаследственные изменения бывают довольно резкими. Таким путем, например, известный американский селекционер JI. Бербанк вывел новый сорт картофеля. Вот как это произошло. На картофельном поле, где произрастал малоизвестный сорт картофеля, не дававший обычно семян, Бербанк обнаружил на одном растении ягоду. В ней оказалось 23 семени, которые весной он посеял на грядке. Из каждого семени развились пышные кусты, но осенью ни одно из этих растений ягод не дало, зато каждое из них образовало гнездо прекрасных клубней. Бербанк писал об этом: «По мере того как мы продвигались вдоль ряда, выкапывая один куст за другим, мы обнаруживали на каждом последующем кусте клубни нового типа. На одном были мелкие клубни необычной формы, на другом — крупные с глубокими глазками, на следующем — клубни красного цвета, с грубой кожурой. Но на двух кустах росли клубни, которые можно было немедленно выделить в самостоятельный сорт. Это были очень большие гладкие белые клубни, превосходящие во всех отношениях любой из существовавших сортов».
Сорт картофеля Бербанк, несмотря на то что он был выведен в 1872 г., до наших дней возделывается на полях. Свою ценную находку Бербанк назвал открытием. По его словам, «материалы для открытий окружают нас в изобилии». Это очень верно. Внимательный наблюдатель может найти много ценного в лесу, на лугах, по склонам гор, берегам морей, рек и на любом поле.
Отбор — самый простой метод получения новых сортов растений, он наиболее доступен любителям природы. Но, как вы убедились, и в нем есть свои сложности.
В селекции применяется также метод гибридизации (скрещивания).
Прежде чем приступить к скрещиванию, ставят определенную задачу. Например, необходимо получить такой сорт пшеницы, который был бы более урожайным. Для достижения зтой цели прежде всего подбирают исходный материал. Каким он должен быть? Наряду с другими положительными свойствами и признаками избранные сорта пшеницы должны отличаться высокой урожайностью.
Семена отобранных сортов высевают на участке (селекционеры называют его питомником исходного материала) в обычных, полевых условиях. Из выращенных растений выбирают самые лучшие по сочетанию хозяйственно полезных признаков, а также по продуктивности и скрещивают их между собой. Полученные семена высевают затем в гибридном питомнике с хорошо обработанной и удобренной почвой, где вновь отбираются лучшие растения. Семена лучших гибридных растений разных поколений затем высеваются в селекционном питомнике, где производится оценка потомства выведенного ранее растения, которое называют линией. Лучшие линии поступают в контрольные питомники для дальнейшего изучения и затем в предварительное сортоиспытание гибридов. Самые лучшие сорта, выдержавшие испытание, поступают в станционное конкурсное сортоиспытание. Здесь обычно отбираются сорта высокого класса, которые направляются в систему государственного сортоиспытания. Если сорт выдержит в этом испытании конкурс, т. е. в определенных районах, областях страны займет по урожаю и другим хозяйственно ценным признакам первое место, он рекомендуется там для возделывания и с этого момента становится районированным сортом, т. е. сортом государственным.
Большинство современных сортов получено в результате скрещивания близких форм (внутри вида). Однако в наше время все чаще применяется так называемая отдаленная гибридизация растений, относящихся не только к разным видам, но и родам. Научные основы отдаленной гибридизации заложены И. В. Мичуриным.
Так, методом отдаленной гибридизации И. В. Мичурин создал, например, прекрасный сорт вишни Краса севера. Цветки вишни Владимирская ранняя он опылил пыльцой черешни сорта Винклер белая (вишня и черешня относятся к разным ботаническим видам). Вишня выносливее черешни, зато плоды черешни крупнее и содержат больше сахара. Полученные гибридные растения дали крупные плоды, в то же время новый сорт оказался устойчивым против морозов и болезней.
В наше время метод отдаленной гибридизации широко применяется в селекции всех культур, в том числе и зерновых растений, в частности пшеницы, ржи, ячменя.
При отдаленной гибридизации для получения последующих поколений иногда применяются возвратные скрещивания — гибриды первого поколения скрещиваются с одной из родительских форм.
Многие селекционеры используют в своей работе метод сложной ступенчатой гибридизации, в основе которого лежит система повторных скрещиваний. Автор этого метода — ученый-селекционер А. П. Шехурдин.
Методом сложной ступенчатой гибридизации получены ценные сорта пшеницы — Альбидум 43, Альбидум 210, Альбидум 24, Стекловидная 1 и др.
Больших успехов можно ожидать от скрещивания культурных растений с дикими. Приведем пример из нашей практики получения пшенично-пырейных гибридов. У обычной пшеницы есть ряд недостатков: она малоустойчива против неблагоприятных условий, страдает от морозов и засухи, поражается болезнями, ее зерно мучнистое.

Пырей же не боится ни засухи, ни холода, отдельные виды его очень устойчивы против грибковых заболеваний. В зерне пырея содержится много клейковины, ценной для хлебопечения. Можно ли, скрещивая эти два растения, получить гибриды, в которых сочетались бы полезные признаки и пшеницы и пырея?
Культурные растения скрещиваются с дикими в большинстве случаев с трудом. Часто гибриды первого поколений): бывают стерильными, т. е. неспособными завязывать зерна ни от естественного опыления, ни от искусственного нанесения пыльцы на рыльца. В таких случаях приходится прибегать к разным способам преодоления стерильности.
Один из лучших современных методов в этих случаях — метод полиплоидии. Он заключается в следующем. Проросток гибридного семени первого поколения обрабатывают раствором ядовитого вещества колхицина, который, действуя на делящиеся клетки, задерживает расхождение хромосом в них и образование клеточной перегородки между дочерними клетками. В результате возникают клетки с удвоенным набором хромосом. Они дают начало полиплоидным побегам или полиплоидному растению в целом. Такие растения-полиплоиды уже способны давать
семена. Далее с ними ведется обычная селекционная работа.
Соединение признаков скрещиваемых растений не происходит механически. Это сложное биологическое явление, которое современная наука усиленно изучает. При отдаленной гибридизации происходит перестройка всего организма, нередко появляются такие признаки и свойства, которые у родителей находились как бы в скрытом состоянии. Ученым предстоит еще много потрудиться, чтобы познать эти сложные жизненные явления. В итоге сложной и длительной работы были созданы пшенично-пырейные гибриды типа обычной озимой и яровой пшеницы. Эти сорта успешно возделываются во многих районах страны.
С помощью отдаленной гибридизации можно создать не только новые виды и формы растений, но и новые культуры, например многолетнюю пшеницу, которая может давать урожай 2 — 3 года подряд от одного посева. После уборки на зерно она снова отрастает, и поздней осенью ее или скармливают скоту в виде зеленого корма, или убирают на сено. Эти новые растения, не встречавшиеся ни в природе, ни среди культивируемых человеком, уже созданы и совершенствуются.
Живая природа, в частности мир растений, непрерывно изменяется. Это один из великих законов жизни. Используя этот закон, человек может не только улучшать уже существующие растения, но и создавать новые, такие, каких никогда не было на земле.
Селекция, как и всякая наука, год от года обогащается новыми методами выведения сортов. Бурное развитие физики и химии поставило на службу селекционеру новейшие технические приборы, станции искусственного климата, новые конструкции оранжерей, где можно не только выращивать растения самых различных стран мира, но и ставить опыты, выводить новые сорта и создавать виды, разновидности и формы.
В селекции все чаще применяются радиационные излучения, радиоактивные и химические вещества, с помощью которых можно изменять растения.
Однако наиболее плодотворных результатов можно ожидать только в том случае, когда все эти методы применяются в тесном сочетании с основными селекционными методами — отбором и гибридизацией. Именно это единство селекционных методов — тот ключ, с помощью которого человек откроет новые тайны растений и сделает их еще более полезными.

Размещение фотографий и цитирование статей с нашего сайта на других ресурсах разрешается при условии указания ссылки на первоисточник и фотографии.

www.matrixboard.ru

Каталог тематических ссылок:
Каталог статей:
Каталог фирм:
Каталог объявлений:
Добавить Ваши данные

Источник

Методы выведения новых сортов растений, пород животных, штаммов микроорганизмов

Содержание:

Селекционная работа ведется по следующей схеме: создается желаемая модель сорта или породы, происходит подбор методов для работы, начинается планомерная деятельность по реализации задуманного.

При проведении селекционных экспериментов учитывают следующие факторы:

• наличие богатого исходного материала (породы, сорта), предназначенного для исследований;
• роль среды (модификационная изменчивость) в развитии признаков;
• законы наследования признаков;
• формы искусственного отбора.

Современная селекция, помимо гибридизации и искусственного отбора, использует в работе искусственный мутагенез или получение мутаций при воздействии на организм физических или химических агентов. Метод не всегда дает положительные результаты, поскольку полезные генные или геномные мутации возникают не так часто. Редко закрепляются в последующих поколениях, если не затрагивают ядерный геном. Полезные мутации у растений передаются и сохраняются с помощью вегетативного размножения.

В плодоводстве «работают» методы И.В. Мичурина. Он использовал приемы воспитания сеянцев, влияя на них с помощью факторов внешней среды:

1. Метод ментора. В крону гибридного дерева делается прививка саженца, который передает гибриду полезные свойства. Или наоборот – гибрид с заложенными свойствами прививается на подвой-дичок.
2. Метод вегетативного сближения. Проводится ранняя прививка одного вида растения на другой вид. В новом растении происходят биохимические и тканевые изменения. Пыльцевые трубки прорастают в пестик материнского растения. Происходит оплодотворение видов, которые не скрещиваются традиционным путем.
3. Метод посредника. Используется, когда виды А и В не скрещиваются. Вначале проводят гибридизацию В и С (посредника), а затем полученный гибрид скрещивают с А.
4. Метод опыления смесью пыльцы разных видов. Помогает прорастанию пыльцевых трубок в пестик цветка, что в ряде случаев приводит к оплодотворению.

На заметку: И.В. Мичурин вывел много сортов, которые гетерозиготны. Чтобы не утратились полезные признаки, он размножал их вегетативным путем. Занимался зимостойкостью растительных культур и «проложил путь на север» для винограда, абрикоса, черешни, яблок.

Селекция животных строится по другому принципу, с учетом физиологических особенностей. Применяют инбридинг (создание чистых линий) и аутбридинг (эффект гетерозиса). Сложность селекционной работы с животными состоит в том, что у одного пола невозможно проследить развитие заложенных качеств (у быков – молочность, у петухов – яйценоскость). Производители выводят «пробных потомков», у которых сложно прогнозировать необходимые качества.

Особенности селекционной работы с животными

На заметку: Чтобы получить значительное количество потомков и выбрать из вариативного ряда подходящие формы, применяют искусственное осеменение и искусственное оплодотворение в пробирке, с пересадкой зиготы в матку суррогатной матери.

Проводится селекция микроорганизмов, которые используются в получении продуктов, очистке сточных вод, получении лекарственных препаратов, борьбе с вредителями и в других сферах человеческой деятельности.

Жизнедеятельность микроорганизмов протекает по особому пути и метод гибридизации к ним неприменим. В селекции микроорганизмов результаты дает искусственный мутагенез. Клетки чувствительны к физическому и химическому воздействию. В ходе изменения генотипа происходят разные мутации, среди которых выбираются те, которые способны послужить на благо человека.

Искусственное скрещивание штаммов возможно с помощью бактериофагов, которые попадая в клетки разных бактерий «случайно» захватывают чужую наследственную информацию. Таким путем получены штаммы грибов, способных продуцировать антибиотики и витамины

Источник