Основы селекции и семеноводства. Основы_селекции_и_семеноводства. Контрольная работа по дисциплине Основы селекции и семеноводства
 Скачать 78 Kb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФГБОУ ВО «АЛТАЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Агрономический факультетКафедра общего земледелия, растениеводства и защиты растенийКОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА по дисциплине «Основы селекции и семеноводства» Вариант 02 Выполнил: студент 3 курса 8101 гр. Белявцев К.А. Проверила: к.с.-х.н. Шевчук Н.И. “____” ___________ 2023 г. Барнаул 2023 10. Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости сформулирован Н.И. Вавиловым следующим образом: 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 в общей системе расположены роды и линнеоны, тем более сходство в рядах их изменчивости. Целые семейства растений в общем характеризуются определенным циклом изменчивости, проходящей через все роды и виды, составляющие семейство. У близкородственных 42-хромосомных видов рода Triticum L. пшеница мягкая, карликовая, шарозерная, спельта, маха имеются разновидности с остистыми, полуостистыми, безостыми, красными, белыми, черными, серыми, опушенными и неопушенными колосьями, с красным и белым зерном. Среди них встречаются как озимые, так и яровые формы. 28-хромосомные виды пшениц и даже 14-хромосомные в основном повторяют тоже разновидностное разнообразие. Так, твердая пшеница имеет остистые, безостые, короткоостистые, красные, белые, черные, опушенные и неопушенные колосья. Она включает и озимые, и яровые формы. Еще более отдалённый вид — рожь посевная — по морфологическому разнообразию в значительной мере повторяет виды пшениц. Н. И. Вавилов указывает 28 признаков: остистость или безостость, цвет колоса, цвет зерна, озимость или яровость, позднеспелость или раннеспелость и другие, по которым разнообразие у рассматриваемых видов совершенно одинаково. Роды и виды других семейств: пасленовых, бобовых, тыквенных, крестоцветных, маковых, сложноцветных, мальвовых, розоцветных и др., обнаруживают такие же параллельные ряды изменчивости у разных видов. Н. И. Вавилов обнаружил и сходные ряды изменчивости даже у разных семейств, генетически далеких: отмечались карликовые и гигантские формы, разная форма корнеплодов и плодов и т.п. Естественно, что столь широко распространенное явление не могло остаться незамеченным биологами прошлого. Его отмечали Ч. Дарвин, Х. де Фриз, известный селекционер Ш. Ноден (у тыквенных) и др. Но именно Н. И. Вавилов обнаружил его всеобщность, причину и возможность использования для целей селекции. Причина морфологического сходства состоит в генетической близости видов, у которых наблюдаются параллельные ряды изменчивости. Наблюдаемое разнообразие — это продукт мутационной изменчивости. А спектр мутаций зависит от генотипа. Неудивительно, что мягкая, шарозерная и карликовая пшеницы, отличающиеся, как считают, одним геном, который сильно влияет на морфологию колоса и придает ему видовой статус, имеют столь полные параллельные ряды изменчивости. По мере усиления генетических различий сходство в рядах ослабевает. Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости имеет большое практическое значение. Часто его сравнивают с периодической системой Д. И. Менделеева за возможность прогноза новых растительных форм подобно тому, как Периодическая система дала возможность предсказывать существование новых химических элементов. Если у вида неизвестна какая-то форма, но она есть у близкого вида, есть большая вероятность, что она может быть обнаружена или получена искусственно. Селекционные сорта и формы часто существенно различаются между собой, что имеет большое значение для использования их в селекции в качестве исходного материала. Правильности закона гомологических рядов в наследственной изменчивости имеются многочисленные примеры. Длительное время у персидской пшеницы была известна только одна разновидность. П. М. Жуковский обнаружил в Грузии целый ряд разновидностей персидской пшеницы, обладающих признаками, свойственными разновидностям других видов этого рода. Примерами использования данного закона являются также обнаружение арбузов с сегментированными плодами, как у дыни, голозерного риса, голозерного проса, озимой твердой пшеницы, озимого ячменя. Новые формы, предсказанные на основе закона, удавалось не только найти, но в ряде случаев и создать. Так, озимая твердая пшеница была не только обнаружена среди местных популяций, но и получена путем скрещивания озимой мягкой и яровой твердой пшеницы. У узколистного люпина с помощью радиационного мутагенеза были получены ранее не встречавшиеся, но такие обычные для других видов семейства бобовые (фасоли, бобов, нута) детерминантная и фасциированная формы. Классический пример реализации такой возможности в селекционных целях — выведение безалкалоидных сортов желтого люпина. Прогноз существования безалкалоидных форм люпина был сделан немецким генетиком Э. Бауэром на основании закона гомологических рядов. Немецким же селекционером Р. Зенгбушем такие формы были обнаружены среди полутора миллионов растений горького люпина. 21. Принципы подбора пар для скрещивания Самое важное в гибридизации — это подбор пар для скрещивания. Удачная гибридная комбинация во многом определяет успех селекционной работы. Поэтому важно определить, насколько ценным окажется то или иное скрещивание. Прогноз очень неточен, и этот недостаток селекционеры стараются компенсировать большим числом гибридных комбинаций в надежде на то, что какая-нибудь из них окажется результативной. Подбирая родительские пары, селекционер руководствуется определенными принципами. Существуют два всеобъемлющих принципа подбора пар для скрещивания: по взаимному дополнению; по генетической дивергенции. Остальные, даже имеющие фундаментальное значение, вытекают из них. Принцип взаимного дополнения означает взаимную компенсацию недостатков одного родителя достоинствами другого. Например, одна из форм пшеницы обладает высокой урожайностью, устойчивостью к полеганию, к бурой ржавчине, но невысокими хлебопекарными качествами, восприимчива к мучнистой росе, слишком позднеспелая. Ее целесообразно скрестить с образцом, устойчивым к мучнистой росе, хотя и обладающим средней урожайностью, не самой высокой устойчивостью к полеганию и бурой ржавчине, более скороспелым. Данный принцип имеет оборотную сторону, которая формулируется как подбор по наименьшему количеству отрицательных признаков. Это означает, что надежда на удачную рекомбинацию в случае, если родители имеют много отрицательных признаков, хотя бы и взаимно компенсирующихся, едва ли осуществится. Гораздо лучше, если у обоих родителей часть признаков имеет одинаково высокий уровень или хотя бы у одного — средний. Если известна генетика признака, то принцип подбора пар по взаимному дополнению основывается и на этой информации, выводя тем самым данный метод для скрещивания на более высокий уровень. Известный сербский селекционер С. Бороевич выделял три концепции подбора родительских пар: сорта, когда скрещивается в различных комбинациях большое количество сортов, характеристики которых неизвестны; признака, когда признаки исходного материала известны и задача заключается в том, чтобы их рекомбинировать наилучшим образом; гена, когда подбор ведется на основании генотипического контроля признака, что означает более высокий уровень изученности исходного материала. Собственно, концепция сорта несколько выпадает из проблемы подбора пар, здесь ставка на то, что вероятность удачной комбинации возрастает при увеличении их числа. Вторая и третья концепции равнозначны принципам подбора пар по взаимному дополнению и генетической дивергенции. Подбор пар для скрещивания по генетической дивергенции означает скрещивание форм, генетически отдаленных (но принадлежащих одному виду). Большие различия в генотипах создают больше возможностей для рекомбинации, чем в случае мало различающихся генотипов. Это предполагает большую вероятность объединения хозяйственно ценных свойств родителей. Кроме того, появляется больше возможностей для получения трансгрессий, поскольку у генетически отдаленных форм больше вероятности, что в одних и тех же локусах, отвечающих за количественный признак, окажутся различные аллели. Насколько генетически отличаются родительские формы, возможно установить, проведя анализ их родословных или путевой анализ. Можно также ориентироваться по происхождению образцов. Если они из различных эколого-географических регионов, много шансов, что их генотипы сильно различаются. Рассматриваемые принципы подбора пар не противоречат, а взаимно дополняют друг друга и в практической селекции не всегда могут быть разделены. Генетическая отдаленность сопровождается различиями в фенотипах, а последнее, в свою очередь, указывает на генетическую отдаленность. Остальные два принципа подбора пар представляют собой частные случаи фенотипической комбинаторики. Например, объединением более коротких (по сравнению с другими) межфазных периодов вегетации от разных родителей пытаются добиться в гибридах большей скороспелости. Фундаментальное значение имеет подбор пар по эколого-географическому принципу, в известной мере объединяющего элементы принципа подбора по взаимному дополнению и по генетической дивергенции. Под подбором по эколого-географическому принципу обычно понимают скрещивание местных форм, адаптированных к условиям данного региона, и форм инорайонного происхождения, привлекаемых в скрещивание ради свойств, которые у местного материала отсутствуют. Но это может быть скрещивание и форм, не принадлежащих данному региону, а взятых из других местностей, однако требование адаптивности одного из родителей остается в силе. Существуют также генетико-статистические методы подбора пар для скрещивания, которые на первый взгляд способны давать более точный прогноз успешности гибридных комбинаций, чем простое изучение фенотипа образцов исходного материала. Но у них есть существенный недостаток — нетехнологичность. 31. Мутагенез. Виды мутаций. История развития мутагенеза 74. Схемы селекционного процесса 90. Что такое гетерозис, каковы причины его возникновения? Какова причина снижения гетерозиса во втором и последующем поколении? Гетерозис — повышение жизнеспособности, увеличение мощности и лучшее развитие других признаков у гибридов первого поколения по сравнению с родительскими формами. Исследования причин гетерозиса с использованием генетико-статистических моделей привели к построению гипотез, в основу которых положен эффект взаимодействия наследственных факторов, полученных гибридами от родительских форм. Предложенные в начале XX в. гипотезы доминирования, предусматривающая возникновение гетерозиса объединением большого количества доминантных аллелей в одном организме, а не просто их гетерозиготным состоянием, и сверхдоминирования, объясняющая проявление гетерозиса гетерозиготным состоянием генов у гибридов (АА<Аа>аа), наследственных факторов возникли при первых же попытках объяснить гибридную мощность у растений. Между собой эти гипотезы различаются в зависимости от того, какой вид наследственных факторов рассматривается каждой из них в качестве главной причины гетерозиса. Необходимость построения гипотез возникла в связи с решением практических задач в селекции гибридной кукурузы. Авторами этих гипотез стали ученые, которым принадлежит главная заслуга в разработке основных принципов и методов получения межлинейных гибридов кукурузы, завоевавших признание во всем мире как самого эффективного пути повышения продуктивности растений. Обе эти гипотезы дошли до наших дней и с некоторыми изменениями являются и сегодня основными концепциями гетерозиса. В качестве основной генетической идеи, способной связать имеющиеся фрагменты в общую теорию гетерозиса, по мнению Н. В. Турбина, может служить теория генетического баланса, которая основана на ядерно-плазматическом взаимодействии у гибридов, обусловливающем физиологическую сбалансированность процессов обмена веществ. У самоопыляющихся культур гетерозис в наибольшей степени проявляется в первом гибридном поколении, где все растения гетерозиготны. В последующих поколениях уровень гетерозиса снижается вследствие расщепления и появления гомозигот по локусам, которые в F1 были гетерозиготными. У перекрестноопыляющихся культур преимущество первого гибридного поколения перед родительскими формами обычно выражено в меньшей степени, чем у самоопылителей, поскольку родители гетерозиготны. 100. Способы создания гибридных семян двойных межлинейных гибридов кукурузы в промышленном масштабе (408 стр уч лань) |