селекция. Контрольная работа по дисциплине Лесная селекция Выполнила студент Институт леса и природопользования курс 3 группа
 Скачать 300.31 Kb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С.М. Кирова» (СПбГЛТУ) Кафедра лесных культур КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА по дисциплине: «Лесная селекция» Выполнила студент: Институт леса и природопользования курс 3 группа зЛПб-20-1 Ф.И.О. Малухина И.А. номер зачетной книжки 320128 Проверил преподаватель: Ф.И.О. Фетисова Анна Александровна Должность: доцент,к.б.н. Оценка Дата Подпись Санкт-Петербург 2022 г. Оглавление. Контрольные вопросы: Закон гомологических рядов наследственной изменчивости Н.И. Вавилова. Применение его в лесной селекции. Выделение и сохранение генетического фонда древесных растений. Типы скрещиваний, применяемые при гибридизации. Селекционные категории деревьев. Организация сортового семеноводства лесных древесных растений на селекционно-генетической основе. Подвариант по вопросу 6: Номер подварианта: 2 Селекция конкретной древесной породы: Дуб → направления, методы, результаты. Подвариант по вопросу 7: Номер подварианта: 10 Расчет площади объектов постоянной лесосеменной базы. Список использованной литературы. 1. Закон гомологических рядов наследственной изменчивости Н.И. Вавилова. Применение его в лесной селекции.  Закон гомологических рядов наследственной изменчивости: «Виды и роды, генетически близкие, 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». G1 (a+b+c) G2 (a+b+c) G3 (a+b+c) где G1, G2, G3 - виды; a, b, с - разные варьирующие признаки. Целые семейства растений, в общем, характеризуются определенным циклом изменчивости, проходящей через все роды и виды, составляющие семейства. Формулировка закона включала в себя две закономерности: · Первая закономерность, которая бросается в глаза при детальном изучении форм у каких-либо линнеонов растений, принадлежащих к одному и тому же роду, это тождество рядов морфологических и физиологических свойств, характеризующих разновидности и расы у близких генетических линнеонов, параллелизм рядов видовой генотипической изменчивости … - Чем ближе генетически виды, тем резче и точнее проявляется тождество рядов морфологических и физиологических признаков. · Вторая закономерность в полиморфизме, вытекающая по существу из первой, состоит в том, что не только генетически близкие виды, но и роды проявляют тождества в рядах генотипической изменчивости. Закон гомологических рядов Н.И. Вавилова можно сравнить с периодическим законом Менделеева. Подобно тому, как химики искали новые элементы по карте - периодической системе Менделеева, селекционеры искали и находили нужные им формы, исходя из закона гомологий. Н. И. Вавилов показал, что если все известные у наиболее изученного в данной группе вида вариации расположить в определённом порядке в таблицу, то можно обнаружить и у других видов почти все те же вариации изменчивости признаков. Более того, по мере развития исследований видов, входящих в данную группу, «пустые» места в таблице заполняются, и параллелизм в изменчивости близких видов становится всё более полным. Принципиально сходный, но слабее выраженный параллелизм характеризует изменчивость различных родов в пределах семейства, и ещё менее полный - различных семейств в пределах группы более высокого ранга. Опираясь на этот закон, Н. И. Вавилову и его сотрудникам удалось найти неизвестные селекционерам формы многих видов растений, собрать богатейшую коллекцию сортов культурных растений. В основе закона гомологических рядов фенотипической изменчивости у родственных видов и родов лежит представление о единстве их происхождения в результате дивергенции от одного предка в процессе естественного отбора. В годы развития молекулярной генетики закон Н. И. Вавилова получил подтверждение на молекулярном уровне. Оказалось, что как у растений, так и у животных близких видов и родов, гомологичные функции контролируются генами с одинаковыми последовательностями нуклеотидов, то есть предки и потомки имеют специфический набор генов. Поэтому у родственных видов, имеющих общее происхождение, возникают и сходные мутации. Это означает, что у представителей разных семейств и классов растений и животных со сходным набором генов встречаются одинаковые мутации по морфологическим, физиологическим и биохимическим признакам и свойствам. Примеры 1. Параллелизм изменчивости крупных видов - линнеонов. Пшеницы, например, распадаются на три группы видов с 42, 28 и 14 хромосомами. В каждой из этих групп имеются сходные формы, или возникшие параллельно, или унаследованные от общего предка: остистые и безостые, бело-, красно- и черноколосые, озимые и яровые. Такие же ряды Вавилов находит у ячменей и ржи, овсов и проса, хлопчатника и пырея, огурцов, дынь и тыкв. (2) 2. Параллельная изменчивость у представителей различных родов. Если у пшениц имеются формы с опушенными колосьями, то у ржи они также должны иметься. И действительно, Вавилов находит их сначала на Памире, а потом в Армении. Сходство гомологичных форм из разных родов настолько велико, что их порой принимали за межродовые гибриды. Например, С. И. Коржинский за 23 года до доклада Вавилова описал гибриды арбузов и дынь - гибриды ложные, никогда не существовавшие. Кустовые формы растений, обнаруженные или полученные экспериментальным путем у целого ряда видов и родов овощных растений семейства тыквенных: - огурец; - кабачок; - дыня; - разные виды тыкв. 3. Параллельную изменчивость можно проследить между весьма отдаленными семействами и даже классами. Однако эти примеры, естественно, касаются лишь самых общих черт строения. Так, альбинизм (возникновение бесхлорофильных форм), гигантизм и карликовость, превращение корней в корнеплоды, сходные форма плодов и окраска цветов возникают в семействах, связанных друг с другом чрезвычайно отдаленным родством. Свекла, например, родственница лебеды и дерева пустынь - саксаула (семейство маревых), но она образует корнеплоды, удивительно похожие на корнеплоды моркови (семейство зонтичных) или редьки (семейство крестоцветных). 4. Гомологические ряды изменчивости установлены у животных: - инфузории; - паразитические черви; - моллюски и морские пауки - пантоподы; - земноводные; - черепахи; - ящерицы; - птицы; - млекопитающие. Например, известный генетик Дж. Холдэйн изучил параллелизм окраски шерсти у грызунов и хищных. Оказалось, что у мышей, крыс, кроликов и морских свинок, по-видимому, есть идентичные гены окраски, хотя кроликов сейчас вообще выделяют из грызунов в самостоятельный отряд зайцеобразных, а морская свинка - родственница, как ни странно, не крысе, а дикобразу. Значение 1. Закон Вавилова является теоретической основой при выборе направлений и методов для получения хозяйственно-ценных признаков и свойств у культурных растений и домашних животных. 2. Закон дает возможность успешно осуществлять поиск новых сортов культурных растений и пород домашних животных с теми или иными требуемыми признаками. В этом заключается огромное практическое значение закона для растениеводства, животноводства и селекции. Так, использование ценных генов дикого эфиопского ячменя позволило создать выдающийся по продуктивности сорт ярового ячменя Одесский 100. Бобовое растение люпин, часто произрастающее в подмосковных палисадниках, кроме красивых цветов, дает большой выход зеленой массы и отлично обогащает почву азотом. Казалось бы, это прекрасная кормовая культура. Однако люпины не поедаются скотом из-за горького вкуса. Руководствуясь трудами Вавилова, селекционеры из ГДР довольно быстро нашли негорькие формы люпинов, которые и стали родоначальниками новых сортов. Одним из наглядных примеров перспективности поиска форм и практического применения закона гомологических рядов является создание односемянных сортов сахарной свеклы. 3. Применяя закон гомологических рядов, можно установить центр происхождения растений по родственным видам со сходными признаками и формами, которые развиваются, вероятно, в одной и той же географической и экологической обстановке. 4. В медицине можно использовать различные модели на животных для изучения болезней человека с гомологичными заболеваниями: врожденная глухота мышей, сахарный диабет крыс, катаракта глаз у мышей, крыс, собак. 2. Выделение и сохранение генетического фонда древесных растений. Лесные генетические резерваты Лесной генетический резерват представляет собой участок леса, типичный по своим фитоценотическим, лесоводственным и лесорастительным показателям для данного природно-климатического (лесосеменного) района, на котором сосредоточена ценная в генетико-селекционном отношении часть популяции вида, подвида, экотипа. Резерваты выделяются с таким расчетом, чтобы охватить все типы леса данного вида в лесосеменном районе. Главное пользование на территории резервата исключается, поэтому в первую очередь резерваты следует выделять в заповедниках, природных национальных парках, лесах научного или исторического значения, других лесах I группы, где разрешены только рубки ухода и санитарные рубки. При этом категория защитности лесов не изменяется. При необходимости резерваты выделяют в лесах II и III групп. Если резерват выделяется в лесах, где было разрешено главное пользование, то изменяется группа лесов на I и категория защитности на «леса, имеющие научное или историческое значение» или «особо защитный участок леса». Хозяйственная деятельность в резерватах направлена на сохранение генотипического состава и естественной динамики популяций и осуществляется в соответствии с требованиями, предъявляемыми к лесам, имеющим научное или историческое значение. На резерват составляются паспорт, план лесонасаждений и привязка на схематической карте предприятия. В паспорте приводится адрес и вид, сведения о лесорастительных условиях района расположения предприятия, таксационное описание насаждений, сводные данные по насаждениям, селекционная характеристика древостоев, использование, защита и охрана. Паспорт хранится постоянно на предприятии, в управлении лесного хозяйства области (республики), зональной лесосеменной станции и научном учреждении, осуществляющем методическое руководство резерватом. На местах вывешиваются аншлаги, разъяснительные записи. Резерват заносится в паспорт обхода как объект особой охраны. Резерваты выделяют в спелых, приспевающих, при необходимости в средневозрастных насаждениях на площадях: 500-1000 га (для всех видов ели и сосны обыкновенной), 200-500 га (для всех видов березы, сосны сибирской и корейской, кедрового стланика), 100-200 га (для всех видов дуба, бука, лиственницы, пихты, липы мелколистной, осины), менее 10 га (для видов с небольшим ареалом, представленных колками среди степей, в лесотундре, горах, экзотов). Редкие и исчезающие виды включаются в резерват полностью. Количество резерватов одного вида в одном лесосеменном районе должно быть не менее трех. Архивы семян и пыльцы и клоновые архивы Семенные архивы, или банки, - наиболее удобный способ сохранения генофонда лесных древесных пород для будущей работы по их генетическому улучшению. Семена отдельных деревьев, популяций и разновидностей можно сохранять в условиях гарантирующих их всхожесть на несколько лет. Время сохранения семян зависит от биологии древесных пород и составляет от 1-3 до 5-30 лет. Семена на хранение собирают в годы обильного цветения, когда в обмен информацией включается большая часть генов данной популяции. Коллекцию семян периодически обновляют. Так же организуется коллекция пыльцы древесных растений. Архивы клонов (АК) - одна из форм сохранения генофонда лесных пород плюсовых (элитных) деревьев, основным их назначением является концентрация в одном или нескольких пунктах и сбережение в виде вегетативного потомства плюсовых деревьев региона. Архивные клоны закладываются в лучших типах лесорастительных условий для соответствующих видов лесных древесных растений на участках, однородных по почвенным условиям и имеющих ровный рельеф. С целью гарантированного сохранения генотипов плюсовых деревьев от стихийных бедствий архивы клонов создают как минимум в двух пунктах соответствующего региона. Архивы клонов создают по той же технологии, что и ЛСП-I, с несколько более густым размещением растений в рядах и между рядами. При этом клоны располагают рядами, желательно в двух повторностях. Площадь АК зависит от числа имеющихся плюсовых деревьев, их представительства по количеству и схемы посадки. Каждый клон должен быть представлен в архиве не менее, чем 10 (20) растениями. Схема посадки зависит от породы: 5(3)Ч5(8) м. Для посадки отбирают лучшие экземпляры привитых растений. Желательно выращивать подвой из семян того же плюсового дерева, с которого будут браться черенки для прививок. АК может быть создан в первые три-пять лет после начала посадочных работ на ЛСП (цикл заготовки черенков с плюсовых деревьев), а затем постепенно расширен за счет вновь аттестованных плюсовых деревьев. При дополнении АК следует обеспечивать соблюдение первоначальной схемы размещения. Архивы клонов используют также в качестве экспериментальных объектов при проведении контролируемых скрещиваний с целью оценки наследственных свойств плюсовых деревьев по СКС или ОКС. Кроме того, клоны оценивают по таким показателям, как форма кроны, сроки начала и окончания вегетации, особенности цветения и плодоношения, урожайность и качество семян, устойчивость к экстремальным погодным условиям, вредителям, болезням и т.д. Эти данные, наряду с результатами испытания семенных потомств плюсовых деревьев, необходимы для последующего отбора перспективных по комплексу признаков клонов с целью закладки ЛСП- II. В отличие от сельскохозяйственных культур гибриды древесных видов, как правило, сохраняют гетерозис во втором поколении. Все эти и многие другие особенности лесных пород требуют применения в лесной селекции специфических методов, приемов, разработки новых подходов. На каждый клоновый архив заполняется паспорт. В нем указывается адрес, номер по Государственному реестру, площадь, число клонов, способ закладки, лесорастительные условия, характеристика клонов, меры ухода, охраны и защиты, целевое использование. Клоновые архивы отмечаются в натуре аншлагами, заносятся в паспорт обхода как особо охраняемый объект. Архивов клонов насчитывается 569,4 га, а в РБ - 14,2 га. Коллекционные культуры Коллекционные культуры создаются во избежание потери ценного генофонда редких, исчезающих, плюсовых, элитных генотипов местных и интродуцированных видов растений. Под коллекционные культуры подбирают участки с благоприятными для вида лесорастительными условиями, удаленные от промышленных предприятий и сельхозугодий, где используются химикаты. Лучше иметь на участке питомник и коллекции растений в составе трех отделений: потомства плюсовых деревьев, потомства отдельных уникальных деревьев, потомства редких, исчезающих и уникальных популяций. Потомство отдельных деревьев должно быть представлено не менее 100 особями. В популяциях случайной выборкой отбирают 50-100 растений. От каждого растения выращивают минимум 100 потомков. Коллекционные культуры оформляются в натуре аншлагами и предупредительными надписями, заносятся в паспорт обхода как участок особой охраны. На них заполняют паспорт, альбом, книгу учета. В паспорте указываются адрес участка, характеристика лесорастительных условий, данные участка по отдельным видам растений, селекционно-генетическая характеристика, меры по охране, защите, уходу и использованию. В альбоме приводится конфигурация участка и его отделений, привязка к квартальной сети и другим ориентирам. Книга учета коллекционных культур содержит сведения о подготовке площади, обработке почвы, качестве семян, посадочном материале, способе посева или посадки, уходах, приживаемости, особенностях роста и т.д. Условия выращивания коллекционных культур такие же, как и для производственных культур. Коллекционные культуры оформляются в натуре аншлагами и предупредительными надписями, заносятся в паспорт обхода как участок особой охраны. На них заполняются паспорт, альбом, книга учёта. В паспорте указываются адрес участка по отдельным видам растений, селекционно-генетическая характеристика, меры по охране, защите, уходу и пользованию. В альбоме приводится конфигурация участка и его отделений, привязка к квартальной сети и другим ориентирам. Книга учёта коллекционных культур содержит сведения о подготовке площади, обработке почвы, качестве семян, посадочном материале, способе посева или посадке, уходах, приживаемости, особенностях роста и т.д. Методы сохранения генофонда В настоящее время в общественном развитии набирают значительного влияния два направления - гуманизация и экологизация всех сфер жизнедеятельности человека. Первое тесно связано с повышением роли культуры в жизни общества, что оправдывает и рассмотрение природы как явления культуры, культурно-исторического феномена, т.е. "аккультизацию" природы. Второе направление обуславливает необходимость учета природных процессов в общественном развитии, в том числе и в развитии культуры, что означает своеобразную ее "натурализацию", "приобщение" культурных процессов к природным закономерностям и взаимосвязям. Заповедники - объекты, исключенные из хозяйственного использования. Они предназначены для сохранения природных ресурсов и не выполняют функций зоны отдыха. Именно поэтому в заповедниках лучше всего обеспечено сохранение генофонда древесных растений. Национальные и природные парки особенно важны, так как в них ограничена хозяйственная деятельность и, следовательно, естественный генофонд сохраняется со всеми его вариациями. Заказники - охраняемые территории меньшей площади, чем парки, создаваемые для защиты ценных видов растений и некоторых форм с ограниченным режимом пользования (рубками ухода и главного пользования). Ботанические сады, дендрологические парки и дендрарии - как объекты сохранения лесных генных ресурсов менее важны, поэтому занимают меньшую площадь. Кроме того, в них представлено небольшое количество деревьев. Однако они имеют большое значение в связи с биологическими исследованиями пород, получением семян и пыльцы для учёных и научно-исследовательских целей. |