Вопросы к семинару по селекции и семеноводству сельскохзяйственных культур. Семинар 2. Семинар 2 Вопрос Этапы селекционного процесса Селекционный процесс состоит из трёх основных этапов
 Скачать 0.81 Mb.
|
|
Семинар №2 Вопрос 1. Этапы селекционного процесса Селекционный процесс состоит из трёх основных этапов: 1) поиск и создание популяций для отбора (дикорастущие растения, селекционные и местные сорта, внутри- и межвидовые гибридные популяции, мутанты и полиплоиды). На первом этапе в соответствии с поставленной задачей селекционер, мысленно представляя будущий сорт, анализирует многообразие выращиваемых в данной зоне местных и селекционных, а также инорайонных и зарубежных сортов для обнаружения форм, наиболее ему соответствующих. 2) отбор элитных растений (или их частей). Цель этого этапа (отбора) — выделение из популяции исходного материала наиболее близких к намеченному образцу растений и создание на базе их наследственности новых популяций, все особи которых будут обладать требуемыми признаками. На завершение отбора обычно требуется 5-7 поколений. Отбор включает два мероприятия, которые проводят поочередно в каждом поколении: оценку растений и создание популяций следующего поколения. 3) испытание потомств отобранных растений. Этот этап селекционного процесса включает проведение различных по объему и сложности испытаний полученного в результате селекционной работы материала. Различают предварительные и конкурсные (станционные) испытания. Вопрос 2. Характеристика конкретного селекционного процесса и факторы, её определяющие Конкретный селекционный процесс характеризуется рядом особенностей. Можно выделять пять основных из них: Способ работы с селекционным материалом. Включает продолжительность изучения исходного материала. От нее зависят схема и объем селекционного процесса, методы создания популяций для отбора, методы проведения отбора и другие особенности, тесно связанные с общебиологическими, чаще всего с генетическими, закономерностями. Схема селекционного процесса вместе с элементами методики полевого опыта Технические данные звеньев этой схемы Объем селекционного процесса Система селекционных оценок Характеристика конкретного селекционного процесса определяется четырьмя факторами: биологическим (большей частью генетическим), методическим, технологическим и организационно-экономическим. Биологический фактор определяет большей частью способы работы с селекционным материалом. Методический фактор заставляет считаться с основными принципами методики полевого опыта, выбирая размер делянки, число повторений, однорядковую или многорядковую делянку, ту или иную норму высева. Технологический фактор определяет технологичность селекционного процесса, то есть удобство проведения селекционных операций: посева, наблюдений, браковок, уборки, обмолота и т.д. Организационно-экономический фактор направлен на оптимизацию организации селекционного процесса и его удешевление. Прежде всего он связан с организацией труда, а уже потом – с технологическими особенностями селекции. Вопрос 3. Схема селекционного процесса Схемой селекционного процесса называется совокупность звеньев селекционного процесса, чередующихся в определенном порядке, обеспечивающем всю цепочку создания сорта.   Схема селекционного процесса: 1. КОЛЛЕКЦИЯ 2. ПИТОМНИК ГИБРИДИЗАЦИИ (проводят скрещивания разных родительских форм) 3. ГИБРИДНЫЙ ПИТОМНИК F1 (размножение гибридов). Гибридный питомник имеет место, когда работа ведется методом гибридизации. Но это может быть и питомник мутантов, полиплоидов или популяций, полученных другими методами. 4. ГИБРИДНЫЕ ПИТОМНИКИ F2 И ПОСЛЕДУЮЩИХ ПОКОЛЕНИЙ (происходит расщепление в поколениях) 5. ПИТОМНИК ОТБОРА - ПОСЛЕДНИЙ ГИБРИДНЫЙ ПИТОМНИК F2 – F5 (проводят отбор элитных растений) 6. СЕЛЕКЦИОННЫЙ ПИТОМНИК 1-го ГОДА ИЗУЧЕНИЯ (первичное испытание потомств отобранных (элитных) растений). 7. СЕЛЕКЦИОННЫЙ ПИТОМНИК 2-го ГОДА ИЗУЧЕНИЯ 8. КОНТРОЛЬНЫЙ ПИТОМНИК 9. ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ СОРТОИСПЫТАНИЕ 10. КОНКУРСНОЕ СОРТОИСПЫТАНИЕ Вопрос 4. Особенности селекционного процесса у многолетних культур Классическая схема селекции яблони состоит из селекционного процесса, первичного сортоизучения и государственного сортоиспытания. Под селекционным процессом здесь понимается скрещивание, которое может быть проведено в коллекционном саду, выращивание и оценка ювенильных признаков в гибридной школке первого и второго года (3 года), высадка лучших сеянцев из гибридной школки в селекционный сад и изучение там нового сорта до плодоношения в течение 6…8 лет, а затем изучение в период плодоношения еще 4…6 лет. Схема селекционного процесса многолетних плодовых культур: Е  сть принципиальная разница между длительным отбором у плодовых культур и повторными отборами у однолетних культур. Повторные отборы при селекции однолетних культур вызваны расщеплением гибридов или мутантов, то есть вариация, которая поставляет пищу для отбора, носит чисто генотипический характер. При селекции многолетних культур селекционер имеет дело с вариацией онтогенетического свойства (длительность отбора определена вовлечением в эту операцию все новых и новых признаков и свойств, которые проявляются в онтогенезе). Следует сказать, что отбор у многолетних культур длится столько, сколько длится онтогенез до достижения типичного плодоношения. Первичное сортоизучение и госсортоиспытание различаются тем, что первое проводится в селекционном саду учреждения, которое вывело сорт, а второе – в садах госсортоучастков. Первичное сортоизучение и госсортоиспытание отличаются по объему испытания. В первом случае это 6…10 деревьев, во втором – три повторения по 10 деревьев. Вопрос 5. Модификации схемы селекционного процесса Число звеньев в схеме может широко варьировать в зависимости от культуры, с которой работает селекционер, норм высева, коэффициента размножения, площади делянок, повторности и способа работы с селекционным материалом. С уменьшением норм высева, а значит, и с увеличением коэффициента размножения, тесно связанным с ним, уменьшением площади делянок и повторности в конкурсном сортоиспытании схема может быть сокращена. Способ работы с селекционным материалом отражается на начальных звеньях селекционного процесса. Коллекционный материал может изучаться в течение сезона, а может оцениваться и два, и три года. В первом случае схема укорачивается, во втором – удлиняется. Размер делянок и повторность в звеньях селекционного процесса определяют необходимое количество семян при прочих равных условиях, и, следовательно, влияют на число звеньев в схеме. Способ размещения образцов (вариантов) в повторении тоже может быть отнесен к особенностям схемы селекционного процесса. Вопрос 6. Звенья селекционного процесса Звенья селекционного процесса состоят из питомников и сортоиспытаний. 1. Функции питомников: могут служить для оценки селекционных образцов (коллекционный питомник, селекционный и контрольный питомники), для создания популяций (питомник гибридизации), для работы с популяциями – их оценки, отбора (гибридный питомник). 2. Функция сортоиспытаний: оценка потомств отобранных растений, если не считать функцию размножения, которая характерна и для питомников. Она особенно важна для начальных испытаний потомств элитных растений у культур с небольшим коэффициентом размножения. Вопрос 7. Объем селекционного процесса Объём селекционного процесса складывается из численности селекционных номеров в его звеньях, включая инфекционные и другие фоны, а также из объема операций по созданию популяций для отбора (например, числа колосьев для гибридизации), количества отобранных растений-родоначальников, а также из объема лабораторных анализов. Показателем объема служит число делянок в звене. Объемы разных звеньев селекционного процесса связаны через процент браковки образцов в предыдущем звене. Если в селекционном питомнике высевают 10 000 образцов, а браковка – 90%, то в контрольный питомник попадет 1000 образцов. Общая закономерность заключается в том, что в звеньях испытания потомств элитных растений процент браковки наиболее высок в селекционном питомнике, а далее по мере продвижения конкурсному сортоиспытанию снижается. В конкурсном сортоиспытании браковки вновь возрастает, поскольку для госсортоиспытания и последующего внедрения в производство отбираются единичные, прошедшие жесткий конкурс сорта. Количество отобранных элитных растений задает объем селекционного питомника. Помимо отбора в поле, на конечный отбор элит влияет процент лабораторной браковки. Объем операций по созданию популяций для отбора выглядит по-разному в зависимости от метода создания. Для гибридизации это будет количество гибридных комбинаций и число соцветий, и в итоге цветков, используемых для получения гибридов. Для мутагенеза – это число образцов, обрабатываемых мутагенами и т.д. Объем лабораторных анализов селекционного материала складывается из количества и сложности анализа и может сильно колебаться в зависимости от количества наиболее ценных образцов в том или ином звене. Вопрос 8. Система селекционных оценок Система селекционных оценок определяет, какие именно оценки в какие фазы развития растений (или поле уборки урожая), с помощью каких приборов и оборудования, с какой точностью и дробностью ведутся в тех или иных звеньях селекционного процесса и в каких единицах выражаются их результаты. В системе оценок имеется определенная закономерность: при испытании потомств элитных растений количество, сложность (применение специальных приборов и оборудования), точность, связанная с разбросом данных в полевых испытаниях, дробность оценок растут от селекционного питомника к конкурсному сортоиспытанию. Есть ещё группа специфических оценок на специальных фонах. Это инфекционные и инвазионные фоны для оценки на устойчивость к болезням и вредителям, провокационные фоны, на которых сорта испытываются в экстремальных условиях и различные агротехнические фоны для того, чтобы дать рекомендации по технологии возделывания сорта. Вопрос 9. Основное противоречие селекционного процесса В системе оценок и связанных с ними браковок потомств отобранных растений есть слабое место, которое можно обозначить как основное противоречие селекционного процесса. Масштабная браковка в ранних звеньях, особенно в селекционном питомнике, у ряда культур часто ведется на основе грубых малоточных оценок. В этом случае возможна выбраковка ценных потомств по характеристикам, оцениваемым с низкой точностью, например по низкой урожайности (если она в этом звене у данной культуры оценивается). И напротив, передача в следующий питомник бесперспективных образцов по той же причине. На этапе конкурсного сортоиспытания, где оценки многообразны и точны, положения уже исправить нельзя: какие-то ценные образцы уже выброшены. Там, где имеется наиболее богатый генофонд, прорабатывается он плохо, а там, где проработка ведётся на высоком уровне, генофонд обеднен предыдущими необоснованными браковками. Отказаться от масштабной браковки в ранних звеньях невозможно, потому что слишком велико число образцов. Вопрос 10. Ускорение селекционного процесса Полномасштабный селекционный процесс у яблони занимает 39…51 год. Сократить процесс выведения нового сорта удалось благодаря селекции на скороплодность, а главным образом, благодаря прививкам в селекционном саду на специальные подвои, отселектированные на основе ягодной яблони, ускоряющей плодоношение, обладающие компактной кроной, а также совмещения элитного сада (конкурсного сортоиспытания) с госсортоиспытанием. Для других плодовых культур действуют те же правила, однако надежные подвои, ускоряющие плодоношение, найдены пока не во всех случаях (их нет для груши). Для других культур ускорение селекции не играет столь большой роли. Тем не менее в этих целях можно воспользоваться укороченной схемой селекции. При достаточном количестве семян стандартной схеме селекционного процесса могут быть выпущены некоторые звенья за счет сокращения площади делянок в сортоиспытаниях и сокращения некоторых питомников, например предварительного сортоиспытания. Для гибридизации и выращивания нескольких поколений гибридов в год используются пленочные и стационарные теплицы, климатические камеры, фитотроны. Для увеличения коэффициента размножения применяются разреженные посевы, а когда это возможно, клонирование растений, их вегетативное размножение. Для ускоренной гомозиготизации гибридов используются методы биотехнологии – культура пыльников. Вопрос 11. Место и время проведения селекционных оценок Вопрос 12. Фон проведения селекционных оценок Вопрос 13. Прямые и косвенные оценки Вопрос 14. Органолептические и инструментальные оценки Вопрос 15. Биологические методы оценок Вопрос 16. Использование биохимических и генетических методов для оценки селекционного материала Вопрос 17. Классификация селекционных оценок по характеризуемым свойствам Вопрос 18. Селекционные индексы Вопрос 19. Правила проведения селекционных оценок Вопрос 20. Стандартные методики оценок Вопрос 21. Способы выражения оценок Вопрос 22. Система селекционных оценок |