Реферат на тему: Практическое (селекционное) значение дикорастущих форм как исходного материала для селекции.. Аверкиев реф №2. Практическое (селекционное) значение дикорастущих форм как исходного материала для селекции
 Скачать 28.41 Kb.
|
|
ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный аграрный университет» Факультете агротехнологий, землеустройства и пищевых производств Кафедра агротехнологий, ботаники и селекции растений Реферат на тему: Практическое (селекционное) значение дикорастущих форм как исходного материала для селекции. Подготовил: студент 4 курса НП-35.03.04 Агробизнес Аверкиев Н.С. Проверил: Мордвинцев М.П. д.с.-х.н. профессор Содержание Введение Роль исходного материала для селекции Пути создания исходного материала Формы первичных центров происхождения культурных растений Вывод Список использованной литературы Введение Успехи в создании сортов и гибридов в значительной мере зависят от многообразия исходного генетического материала. Поэтому значение генофондов для селекции возрастает с каждым годом. Основная задача генетики и селекции - это получение и размножение таких форм, которые превосходили бы остальные по ряду хозяйственно-ценных признаков. Основными направлениями селекции являются: 1. Высокая урожайность сортов растений; 2. Качество продукции (например, вкус, внешний вид, лежкость плодов и овощей, химический состав зерна - содержание белка, клейковины, незаменимых аминокислот и т.д.); 3. Физиологические свойства (скороспелость, засухоустойчивость, зимостойкость, устойчивость к болезням, вредителям и неблагоприятным климатическим условиям); 4. Интенсивный тип развития (отзывчивость на удобрения, полив). Основными методами селекции являются отбор и гибридизация, а также мутагенез, полиплоидия, клеточная и генная инженерия. Роль исходного материала для селекции Все разнообразие растительных форм, как возделываемых человеком, так и дикорастущих, используемых при выведении новых сортов культурных растений, называют исходным материалом. Его оценка и выбор определяет успех селекционной работы. Обязательные свойства исходного материала: 1. Разнообразие по хозяйственно ценным признакам; 2. Популяция растений (исходный материал) должна быть насыщена формами, соответствующими целям селекционной работы [9]. Классификация в зависимости от происхождения исходного материала: 1. Местный исходный материал; 2. Интродуцированные сорта; 3. Селекционные сорта; 4. Адаптивные сорта; 5. Дикорастущие формы; 6. Гибридные формы. Местным исходным материалом называются сорта, которые выращиваются населением в данной местности длительное время. Их происхождение не всегда известно. Обычно это разнообразные по составу популяции, которые состоят из многих наследственно различных форм растений. Такие сорта хорошо приспособлены к местным условиям и устойчивы к местным расам возбудителей болезней и вредителей, однако при выращивании в других зонах они не дают высокого урожая. Местные сорта популяции являются хорошим исходным материалом для получения новых сортов. Некоторые местные сорта в прошлом ввозились из-за заграницы, но, распространившись, с течением времени потеряли своё первоначальное название. Интродуцированные сорта - это сорта, перенесённые для выращивания в районы, где они раньше не выращивались. Выделяют две формы интродукции: 1. Натурализация - это перенос растения в новый район с условиями, близкими или даже более благоприятными для его произрастания. 2. Акклиматизация - это постепенное приспособление интродуцированного сорта или вида в результате изменения состава генов популяции или искусственного отбора. Интродукция растений позволяет находить новые источники получения исходных форм, источник сырья для создания нового поколения продуктов пищевого, диетического и лечебного питания. Примером является клен ясенелистный родом из Северной Америки, который настолько хорошо акклиматизировался в нашей стране, что его можно сейчас встретить почти повсеместно в городских посадках. Он всюду хорошо растет, ежегодно цветет и плодоносит и очень успешно размножается самосевом. Селекционные сорта, по сравнению с местными сортами, более однородны и урожайны. У самоопыляющихся и вегетативно размножающихся овощных культур сорта представлены одной линией с одинаковым генотипом [1]. Благодаря спонтанному мутационному процессу в селекционных сортах, обеспечивается наследственное разнообразие признаков в пределах сорта. В сортах перекрёстно-опыляющихся овощных культур накопление рецессивных мутаций может быть довольно существенным, благодаря чему сортовые популяции можно непосредственно использовать в качестве исходного материала для отбора. В селекционной работе широко используется скрещивание селекционных сортов отечественной и иностранной селекции с заранее известными признаками с целью получения новых сортов и гибридов. Примером получения таких селекционных сортов являются сорта свеклы столовой Бордо 237, моркови Нантская 4, редьки Зимняя круглая чёрная и др. Адаптивными сортами (сортами-космополитами) называются сорта, которые одинаково хорошо произрастают и плодоносят в различных условиях. Приспособленность сортов к окружающим их условиям различна. Каждый биотип сортопопуляции характеризуются определённой реакцией на комплекс условий, от которых зависит общая норма реакции сортопопуляции. Условия, в которых находятся сорта, постоянно меняются и это приводит к непрерывной изменчивости фенотипического составасорта, тем самым обеспечивает их стабильность. Примером высокой адаптивности являются сорта редиса Розово-красный с белым кончиком, томата Белый налив 241, капусты белокачанной Июньская и др. В качестве исходного материала для селекции используются дикорастущие формы растений, которые несут полезные признаки, такие как устойчивость к вредителям и болезням, холодоустойчивость и засухоустойчивость. Дикорастущие виды формируют в условиях естественного отбора необходимые свойства для выживания, но они не адаптированы для возделывания в культуре, и это может привести к дисгармонии. Основные черты диких видов - обильность семян и лёгкость их распространения. Особенно ценны дикорастущие растения, которые местное население использует в пищу (черемша, медвежий лук, сныть), а также устойчивые к болезням и вредителям. [5] Пути создания исходного материала Для обнаружения форм, соответствующих будущему сорту, необходимо проанализировать местные, зарубежные и селекционные сорта. Если в каких-то сортах встречаются формы, близкие к намеченному образцу, то они служат исходным материалом для селекционной работы. Исходную популяцию разделяют на составляющие её линии, лучшие из них отбирают, размножают и используют в дальнейшем для создания новых селекционных сорта. Этот метод называется методом отбора [3]. При отсутствии в изучаемом материале нужных форм или обнаружении отдельных требуемых признаков у представителей разных сортов, необходимо искусственно создать популяции исходного материала селекции. Наиболее эффективным способом получения исходного материала является гибридизация. Благодаря гибридизации человеком созданы такие формы растений, которые в природе могли бы появиться очень нескоро или не появиться вообще. Широкое распространение в качестве источников исходного материала получили полиплоидные формы и мутации, создаваемые в результате искусственного мутагенеза. [9] В качестве исходного материала также используют самоопылённые линии. Их получают путем многократного принудительного самоопыления этих растений. Лучшие линии скрещивают между собой или с сортами. Благодаря этому методу получены гетерозисные гибриды, значительно более урожайные, чем обычные сорта [3]. За последние 10 - 15 лет были созданы принципиально новые методы экспериментальной биологии - клеточная и генная инженерия. Это направление легло в основу новой области прикладной биологии - биотехнологии [2]. В зависимости от биологических особенностей различных культур, требований, предъявляемых к новым сортам, характера исходного материала и других условий в селекционной работе могут использоваться различные методы. Применение одного метода очень часто не только не исключает, а, наоборот, основывается на других [3]. Формы первичных центров происхождения культурных растений Н.И. Вавилов указывал, что одним из условий, способствующих созданию нового сорта, служит исходное сортовое и видовое разнообразие. Чем больше это разнообразие, тем эффективнее будут результаты селекции. Н.И. Вавилов с большим коллективом сотрудников в результате многочисленных экспедиций, протекавших на территории почти всего земного шара, изучил многообразие и географическое распространение культурных растений. Исследования были предприняты в 20-х и 30-х годах этого столетия Всесоюзным институтом растениеводства (ВИР), директором которого многие годы был Н.И. Вавилов. В этой огромного масштаба поисковой работе участвовали и некоторые другие крупные научные коллективы. Экспедициями были охвачены вся огромная территория Советского Союза и много зарубежных стран: Иран, Афганистан, страны Средиземноморья, Абиссиния, Центральная Азия, Япония, Северная, Центральная и Южная Америка и некоторые другие. Во время этих экспедиций было изучено около 1600 видов культурных растений. Экспедиции везли в Советский Союз тысячи образцов семян культурных растений. Они высевались в питомниках ВИРа, расположенных в разных географических зонах Советского Союза, а ныне Российской Федерации. Эти ценнейшие и уникальные коллекции служат материалом для селекционной работы[3]. В результате изучения всего этого колоссального материала Н.И. Вавилов установил ряд важных закономерностей, показав, что не во всех географических зонах культурные растения обладают одинаковым разнообразием. Для разных культур существуют свои центры многообразия, где сосредоточено наибольшее число сортов, разновидностей, разнообразных наследственных уклонений. Эти центры многообразия являются вместе с тем районами происхождения сортов данной культуры. Большинство центров совпадает с древними очагами земледелия. Это в основном не равнинные, а горные районы [3]. В 1926 году академик Н.И. Вавилов сформулировал учение о центрах происхождения культурных растений. Им было выделено 7 основных центров (очагов), в которых введены в культуру различные виды растений. Различают первичные центры, где растения были введены в культуру, и вторичные - районы, в которых появились новые, до того неизвестные формы возделываемых растений [2]. 1) Южноазиатский тропический центр (около 33% от общего числа видов культурных растений). Тропическая Индия, Индокитай, Южный Китай, острова Юго-Восточной Азии. Исключительно богат культурными растениями (около 1/3 известных видов культурных растений). Родина риса, сахарного тростника, множества плодовых и овощных культур. 2) Восточноазиатский центр (20% культурных растений). Центральный и Восточный Китай, Япония, остров Тайвань, Корея. Родина сои, нескольких видов проса, множества плодовых и овощных культур. Этот центр тоже богат видами культурных растений - около 20% мирового многообразия. 3) Юго-западноазиатский центр (4% культурных растений) Малая Азия, Средняя Азия, Иран, Афганистан, Северо-Западная Индия. Родина нескольких форм пшеницы, ржи, многих зерновых, бобовых, винограда, плодовых. В нем возникло 14% мировой культурной флоры. 4) Средиземноморский центр (11% культурных растений). Страны, расположенные по берегам Средиземного моря. Этот центр, где располагались величайшие древние цивилизации, дал около 11% видов культурных растений. В их числе маслины, многие кормовые растения (клевер, одноцветковая чечевица), многие овощные (капуста) и кормовые культуры. 5) Абиссинский центр (4% культурных растений). Небольшой район Африканского материка с очень своеобразной флорой культурных растений. Очевидно, очень древний очаг самобытной земледельческой культуры. Родина зернового сорго, одного вида бананов, масличного растения нута, ряда особых форм пшеницы и ячменя. 6) Центральноамериканский центр. Южная Мексика. Родина кукурузы, длинноволокнистого хлопчатника, какао, ряда тыквенных, фасоли - всего около 90 видов культурных растений. 7) Андийский (Южноамериканский) центр. Включает часть районов Андийского горного хребта вдоль западного побережья Южной Америки. Родина многих клубненосных растений, и в том числе картофеля, некоторых лекарственных растений (кокаиновый куст, хинное дерево и др.). Подавляющее большинство культурных растений связано с одним или несколькими из перечисленных выше географических центров. Но существуют немногие виды, имеющие иное, независимое от этих центров происхождение. Так, например, финиковая пальма была введена в культуру в оазисах Аравии и, может быть, Сахары [2]. Вывод Селекционная работа носит строго последовательный характер. Она начинается с постановки целей и задач, разработки модели будущего сорта, после чего следует создание и оценка исходного материала, испытание потомств отобранных растений и отбор лучших константных семей, номеров и сортообразцов. Для создания селекционного сорта (или гетерозисного гибрида) необходим исходный материал — то разнообразие культурных и диких растительных форм, из которого могут быть созданы новые сорта. По убеждению Н.И. Вавилова, от правильного выбора исходного материала зависят темпы селекционной работы и ее успех. Используемые в качестве исходного материала растительные формы либо уже существуют в природе, либо селекционер их создает различными методами селекции (гибридизации, мутагенеза, полиплоидии, генной инженерии и т. п.). Исходный материал — культурные и дикие формы растений, используемые для выведения новых сортов. В современной селекции применяются следующие основные виды и способы получения исходного материала: 1. Естественные популяции. К ним относятся дикорастущие формы, местные сорта культурных растений, популяции и образцы, представленные в мировой коллекции растений Всесоюзного института растениеводства имени Н.И. Вавилова (ВИР). 2. Гибридные популяции. Создаются в результате скрещивания сортов и форм в пределах одного вида (внутривидовые) или в результате скрещивания разных видов и родов (межвидовые и межродовые). 3. Самоопыленные линии (иниухт-линии). Получают путем многократного принудительного самоопыления. Лучшие линии скрещивают между собой или с сортами, а полученные семена используют в течение одного года для выращивания гетерозисных гибридов. 4. Искусственные мутации и полиплоидные формы. Этот вид исходного материала получают путем воздействия на растения различными видами радиации, температурой, химическими веществами и другими мутагенными средствами. Сегодня к этому списку можно уже добавить формы, созданные методами биотехнологии (путем генных модификаций, клонирования и т. п.). По подавляющему большинству сельскохозяйственных культур имеется богатый исходный материал. Разнообразие его из года в год увеличивается как за счет выявления новых форм, так и за счет создания новых сортов, что требует четкой систематизации накапливаемого материала. Для селекции наиболее удобной формой классификации внутривидового разнообразия является деление на экологические группы. Экологическая группа — это наследственно устойчивая группа биотипов в пределах вида, приспособленная к существованию в определенных природных условиях. Она формируется под влиянием конкретного комплекса факторов внешней среды. В ряде стран созданы центры, занимающиеся сбором и изучением сортовых богатств. Крупнейший из них - ВНИИ растениеводства им. Н.И. Вавилова, расположенный в Санкт-Петербурге (больше известный по аббревиатуре ВИР). Для того чтобы изучать и поддерживать коллекционные образцы, ВНИИ растениеводства имеет сеть опытных станций, расположенных в различных климатических зонах, а также на договорной основе ведет работу на станциях, расположенных в бывших республиках СССР. Так обеспечивается использование коллекционного материала из стран, расположенных в различных климатических поясах. На Кубанской опытной станции ВИР создано национальное хранилище семян, рассчитанное на одновременное хранение 440 тыс. образцов. Бункера для длительного хранения се мян находятся под землей и уходят вглубь на два этажа. В каждом из них находятся стеллажи, где размещаются стеклянные сосуды с хранящимися в них семенами. Семена содержатся в герметизированной таре при температуре 4,5 °С и влажности воздуха 60 %. Такой режим обеспечивает длительное (до SOSO лет) хранение семян без потери всхожести, что очень важно, поскольку при частых пересевах теряется идентичность семян. ВИР поддерживает научные связи, обменивается коллекциями более чем со 100 странами мира, организует экспедиции для сбора материала во многие страны. ВИР периодически издает каталоги с описанием наиболее интересных образцов, по заявкам селекционеров высылает пакетные образцы семян (в отдельные годы высылается более 100 тыс. таких образцов). Селекционные учреждения комплектуют коллекции исходного материала также путем обмена с другими учреждениями. В настоящее время идет строительство такого же хранилища семян в Восточной Сибири (в зоне вечной мерзлоты). В Европе уже функционирует криохранилище генофонда растений на о. Шпицберген (Норвегия). Общее число растительных образцов в коллекциях различных стран сегодня превышает 3 млн. Держателями крупных коллекций генетических ресурсов растений являются США (примерно 550 тыс. образцов), Китай (440 тыс.), Индия (340 тыс.), Россия (320 тыс.), Франция (250 тыс.), а также Канада, Япония, Германия, Корея и Великобритания. Список использованной литературы 1. Анохина, В.С. Люпин: селекция, генетика, эволюция / В.С. Анохина, Г.А. Дебелый, П.М. Конорев. - Минск: БГУ, 2012. - 271 с. 2. Бороевич, С. Принципы и методы селекции растений / Пер. с сербохорв. В.В. Иноземцева; Под ред. и с предисл. А.К. Федорова. - Москва: «Колос», 1984. - 344 с. 3. Селекция и семеноводство полевых культур с основами генетики: учебник для ср. с.-х. уч. заведений / Г.В. Гуляев, А.П. Дубинин. - Москва: «Колос», 1980. - 376 с. 4. Дебелый, Г.А. Зернобобовые культуры в нечернозёмной зоне РФ / Г.А. Дебелый. - Москва: Немчиновка, 2009. - 260 с. 5. Дудин, Г.П. Индуцированный мутагенез и использование его в селекции растений / Г.П. Дудин, В.Н. Лысиков. - Киров, 2009. - 260 с. 6. Жученко, А.А. Генетика: учеб. пособие / А.А. Жученко, Ю.Л. Гужов. - Москва: КолосС, 2004. - 480 с. 7. Практикум по селекции и семеноводству полевых культур: учебное пособие / Ю.Б. Коновалов [и др.]. - Москва: Агропромиздат, 1987. - 368 с. 8. Биология: учебник для поступающих в вузы / А.Г. Мустафин [и др.]; под общ. ред. В.Н. Ярыгина. - Москва: «Высшая школа», 2003. - 492 с. 9. Селекция и семеноводство овощных культур: учебное пособие / Г.А. Старых, В.Ф. Пивоваров [и др.]. - Москва: ФГБОУ ВПО РГАЗУ, 2011. - 84 с. |