селекция Амина (1). Учение об исходном материале для селекции
 Скачать 123.2 Kb.
|
|
НАО КАЗАХСКИЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ФАКУЛЬТЕТ «ВОДНЫЕ, ЗЕМЕЛЬНЫЕ И ЛЕСНЫЕ РЕСУРСЫ» КАФЕДРА «ЛЕСНЫЕ РЕСУРСЫ И ОХОТОВЕДЕНИЕ» ДИСЦИПЛИНА «ЛЕСОСЕМЕННОЕ ДЕЛО» Самостоятельная работа На тему: «Учение об исходном материале для селекции» Подготовила: студентка: ЛР-21-06Р Жанабаева А.Ж Проверил: Кентбаев Е.Ж. д.б.н., профессор Алматы 2023 Учение об исходном материале для селекции: Ученье Н.И. Вавилова об исходном материале для селекции, его роль в развитии мировой и отечественной селекции, теоретическое и практическое значение на современном этапе. Методы сохранения ценного генофонда видов древесных и кустарниковых растений, применяемые в лесной селекции. Интродукция как средство расширения базы исходного материала в лесной селекции. 1.Ученье Н.И. Вавилова об исходном материале для селекции, его роль в развитии мировой и отечественной селекции, теоретическое и практическое значение на современном этапе.  Никола́й Ива́нович Вави́лов (13 [ ноября 1887, Москва, Российская империя — 26 января 1943, Саратов, СССР) — русский и советский учёный-генетик, ботаник, селекционер, химик, географ, общественный и государственный деятель.Академик АН СССР (1929), АН УССР (1929) и ВАСХНИЛ. Президент (1929—1935), вице-президент (1935—1940) ВАСХНИЛ, президент Всесоюзного географического общества (1931—1940), основатель (1920) и бессменный до момента ареста директор Всесоюзного института растениеводства (1930—1940), директор Института генетики АН СССР (1930—1940), член Экспедиционной комиссии АН СССР, член коллегии Наркомзема СССР, член президиума Всесоюзной ассоциации востоковедения. В 1926—1935 годах член Центрального исполнительного комитета СССР, в 1927—1929 — член Всероссийского Центрального Исполнительного Комитета, член Императорского Православного Палестинского Общества. Вавилов задумывался о селекции новых сортов растений с помощью принципов генетики еще до того, как молекулярные биологи Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик открыли структуру молекулы ДНК. Он ездил в экспедиции в самые разные уголки Земли — в Иран, Афганистан, Боливию, Мексику, Эфиопию, чтобы собрать как можно больше образцов семян. Это позволяло ему находить новые, экзотические гены, и использовать их для выведения более выносливых сортов важных сельскохозяйственных растений, например кукурузы или картофеля. В 1920 году ученый открыл закон гомологических рядов, объясняющий наследственную изменчивость растений и позволяющий предсказывать мутации у родственных видов. Это открытие исследователи по всему миру назвали сенсационным, а самого Вавилова нарекли «Менделеевым в биологии». Закон широко используется и в современной генетике. Вавилов мечтал вывести высокопродуктивные и устойчивые сорта растений, которые позволили бы избавить мир от голода, — но на это требовались десятилетия, а советская власть такие сроки не одобряла. Один из учеников ученого, Трофим Лысенко, строил интриги вокруг Вавилова, убеждая Сталина в бессмысленности и даже вредности работы генетиков. Лысенко пообещал вывести новые сорта за три года, называл Вавилова шарлатаном, а его исследования — лженаукой. Деятельность Лысенко подорвала развитие советской генетики, которое в то время была на шаг впереди западной науки. По мнению Н.И. Вавилова “Учение об исходном материале, о происхождении культурных растений должно быть поставлено в основу селекции как науки”. •Всё разнообразие растительных форм, как возделываемых человеком, так и дикорастущих, используемых при выведении новых сортов культурных растений, называют исходным материалом. Исходный материал может быть местного происхождения или интродуцированным из других регионов. Например, перемещение сельскохозяйственных растений из одной области в другую всегда было характерной чертой развития мирового сельского хозяйства. •Чем больше известно о географическом размещении, диапазоне и характере изменчивости растений, тем эффективнее можно использовать интродукцию. Исследования Н.И. Вавилова выявили ряд закономерностей в географическом распределении растительных ресурсов Земли, и в значительной мере определивших, в каких направлениях надо вести поиск новых растений, новых видов, новых сортов. В современную геологическую эпоху видовое разнообразие распределено по Земле неравномерно. •Ряд областей характеризуется чрезвычайным разнообразием видов. К их числу относятся Юго-Восточный Китай, Индокитай, Индия, Центральная и Южная Америка, страны Средиземноморья и некоторые другие страны. •Северные же страны и области Сибирь, вся Средняя и Северная Европа, Северная Америка отличаются бедностью видового состава.. В современную геологическую эпоху видовое разнообразие распределено по Земле неравномерно. •Ряд областей характеризуется чрезвычайным разнообразием видов. К их числу относятся Юго-Восточный Китай, Индокитай, Индия, Центральная и Южная Америка, страны Средиземноморья и некоторые другие страны. •Северные же страны и области Сибирь, вся Средняя и Северная Европа, Северная Америка отличаются бедностью видового состава.. Мировые центры происхождения растений •Н.И. Вавилов установил 8 самостоятельных мировых очагов (центров) происхождения важнейших культурных растений,. •I. Китайский центр – 196 видов культурных растений (просо, гречиха, соя, плодовые) •II. Индийский – 117 видов (рис, сорго, баклажан, огурцы) •IIa. Индо-Малайский – 55 (банан, цитрусовые •III. Среднеазиатский Узбекистан, Пакистан, Афганистан – 42 (пшеница •IV. Переднеазиатский Туркменистан, страны Кавказа, Иран, Турция – 84 (Твердая пшеница) V. Средиземноморский – 84 (маслины, овощные культуры) •VI. Абиссинский – 38 (ячмень, пшеница) •VII.Центрально-Американский – 49 видов (авакадо, хлопок) •VIII. Южноамериканский – 45 видов (картофель, табак, томаты, кукуруза, фасоль) •VIIIa. Чилийский – 32 картофель земляника •VIIIб. Бразильско-Парагвайский – 13 (каучуковое дерево, арахис, кокос) 2. Методы сохранения ценного генофонда видов древесных и кустарниковых растений, применяемые в лесной селекции. Генофонд вида – это все многообразие индивидуальных генотипических признаков особей, составляющих вид. Известные методы сохранения генофонда древесных растений (деревьев и кустарников) можно разделить на две категории: -статические методы сохранения генофонда; -динамические методы сохранения генофонда. При реализации статического метода требуется обеспечить сохранение только уже существующих насаждений (популяций) местного происхождения. При реализации динамического метода допускается хозяйственная эксплуатация местных насаждений, но до их рубки необходимо собрать семена или заготовить черенки для воспроизводства путем создания искусственных насаждений (лесных культур, архивов клонов и т.п.). В рамках реализации двух указанных категорий методов сохранения генофонда в лесной селекции выделяют следующие конкретные методы. 1. Отбор деревьев и кустарников по высоким показателям количественных признаков – отбор плюсовых деревьев. Позволяет сохранить лучшие с хозяйственной точки зрения проявления генофонда популяции или вида в целом. Вместе с тем такой метод не позволяет обеспечить сохранение всего генофонда вида, поскольку направлен только на ограниченную часть особей, имеющих наилучшие в хозяйственном отношении признаки (проявление только части из всего диапазона признаков). При реализации указанного метода отбор объектов сохранения ведут в строго определенных направлениях для достижения конкретных целей: быстрота роста, технические и декоративные свойства, устойчивость и т.п. В результате выделяется и отбирается для дальнейшего сохранения только необходимая (для решения конкретной задачи селекции) часть генофонда вида, определяющая только ограниченную часть всей вариабильности вида по тому или иному признаку или по комплексу признаков. 2. Отбор деревьев и кустарников, показатели которых сответствуют средним показателям популяции. В этом случае обеспечивается больше возможностей для включения в состав сохраняемых объектов – носителей генофонда – растений, характеризующимся гетерозиготным состоянием по селектируемым признакам. Потомство таких деревьев или кустарников будет выступать носителем более широкого (чем в первом случае) диапазона изменчивости признаков, будет более полно представлять генофонд родительских популяций и вида в целом. 3. Размножение отобранных популяций и плюсовых деревьев. Реализация этого метода обеспечивает сохранение в динамике (а, следовательно более надежно и на больший отрезок времени) лучших (в хозяйственном отношении) особей и целых популяций. ПРИМЕР. 1. Наиболее ценные пособи из природных казахстанских популяций облепихи клонировались (отделение корневых отпрысков и заготовка черенков) и размножались семенами (заготовка плодов и семян с наиболее ценных особей), а их семенное и клоновое потомство переносилось на опытные участки и высаживалось (в нескольких повторностях в разных природных зонах) для дальнейшего сохранения с целью последующего использования в селекционном процессе. ( Привести характеристики наиболее ценных форм по параметрам плодов и их общее описание с указанием мест размещения). В результате количественное представительство таких особей увеличивалось, а, следовательно, повышалась и надежность их сохранения. Сохранение генофонда обеспечивалось как за счет тиражирования носителей генотипа особи (увеличение числа клонов), так и за счет увеличения численности потомков семенного происхождения с генофондом, частично (в той или иной мере) соответствующем генофонду исходной особи. 2. Наиболее ценные популяции облепихи (в пойме реки Каркара, в Зайсанской котловине – Каратальские пески, в пойме реки Кендерлык и др.) сохранялись путем семенного размножения на опытных участках (с большинства плодоносящих растений заготавливали семена, которые высевали на участках) для охранения и использования в селекционном процессе. 3. В естественных и искусственных насаждениях тополей на территории Казахстана на протяжении нескольких десятилетий (с 1963 по 1999 годы) проводился отбор и размножение наиболее ценных особей. В результате были созданы коллекционные участки в Николаевском питомнике Прибалхашского лесхоза, в лесоучастке Лавар. На этих участках отобранные растения периодически размножались черенкованием, прививками, семенным путем, что обеспечило их длительную и надежную сохранность. 4. Сохранение лучших популяций и индивидуумов вида в пределах подвидов, климатических и эдафических экотипов. Предусматривает сохранение на местности указанных объектов путем введения целенаправленных адресных мер сохранения. Передача объектов под контроль лесной охраны и т.п. 5. Создание заповедников или резерватов. Создание ООПТ предусматривает выведение их из хозяйственной деятельности. Такие меры предназначены для сохранения природных ресурсов в целом. Вместе с тем они могут эффективно сохранять необходимый генофонд. ПРИМЕР. 1. Государственный природный заповедник «Керженский» в Нижегородской области. Это единственный в Нижегородской области заповедник расположен на территории Борского и Семеновского административных районов, а его охранная зона – на территории Воскресенского района. Свое название заповедник получил по названию реки Керженец, по которой проходит его западная граница. 6. Организация национальных и природных парков. Эти объекты относятся к ООПТ с ограниченной хозяйственной деятельностью, и, следовательно, генофонд селектируемых видов сохраняется на их территории во всех его вариациях (присутствующих на момент создания). Национальные и природные парки характеризуются большими площадями, что осложняет миграцию генов за их пределы и снижает вероятность реализации самоопыления и близкородственного скрещивания. Следовательно, на их территориях высока вероятность поддержания значительного уровня гетерозиготности перекрестно опыляемых видов. 7. Образование заказников. Эта категория ООПТ характеризуется, как правило, меньшей площадью, чем парки, меньшим количеством ограничений хозяйственной деятельности и создаются для сохранения ценных видов растений. В заказниках устанавливается режим ограниченного пользования, который может иметь разную степень ограничений даже в пределах одного заказника (выделение особо защитных территорий). Ограничения регламентированы по видам деятельности, по продолжительности и периодам времени, по перечню видов, взятых под охрану. К комплексным заказникам относятся водоохранные леса, леса зеленых зон, леса вдоль дорог и т.п. Сохранение генофонда в заказниках обеспечивается ограничением режима хозяйственной деятельности, прежде всего в целях сохранения ценных (селектируемых видов). ПРИМЕР, 1. Варнавинский комплексный природный заказник. (**** Привести сведения по этому заказнику). 2. В настоящее время в Нижегородской области на территории лесхоза и примыкающей акватории Горьковского водохранилища запроектирован Сокольский комплексный заказник площадью 23,5 тыс.га. Список особо защитных участков Государственного природного комплексного заказника «Сокольский»: 1. Унженское лесничество и массивы примыкающих к нему сосновых и лиственнично-сосновых боров кварталы: 1-3; 8; 9; 15; 16; 22-25; 31-35; 42-47; 54-59; 64-66; 72-74; 78-79. Общая площадь – 3207 га. 2. Шомохтинское лесничество – разнообразные типы болот, окружающих их сосновых боров, в том числе с участием лиственницы сибирской кварталы: 6; 9; 12; 17-21; 26-30; 39 (часть); 41; 46-48; 60-64. Общая площадь – 996 га. 8. Ботанические сады, дендрологические парки и дендрарии. Они представляют интерес как объекты сохранения генных ресурсов разнообразных, в том числе и лесных, растений. Традиционным элементом таких объектов являются коллекции древесных и кустарниковых растений, которые искусственно поддерживаются в достаточно широком ассортименте, чем способствуют длительному сохранению генного материала видов. Экспозиция ГБС РАН насчитывает **** видов деревьев и кустарников. (**** Привести книгу «Деревья и кустарники Московского ботанического сада…»). Как правило, территории ботанических садов невелики (ботанический сад ННГУ; Сыктывкарский дендрарий (350 таксонов древесных и кустарниковых растений, площадь 3 га)), но некоторые из них могут иметь достаточно крупные размеры (Иссыкский дендрарий АН Казахстана имеет площадь около 150 га, Центральный ботанический сад АН Казахстана занимает территорию около 140 га). 9. Создание лесосеменных (семенных) насаждений и лесосеменных плантаций. Подобные насаждения предназначены для сбора шишек, плодов, семян и черенков. Сюда же относят и так называемые плюсовые насаждения. Все эти объекты входят в состав лесосеменной базы и являются её категориями (ВЛСУ, ПЛСУ, ЛСП, созданные прививкой, укорененными черенками, посевом полусибсовых семей и др.). Создание и сохранение таких насаждений обеспечивает сохранность генофонда лесных древесных и кустарниковых растений, сохранение лучших и элитных насаждений. На территориях указанных объектов лесосеменной базы сохраняется достаточное количество (по разнообразию происхождения и собственно в количественном аспекте) лучших по качеству деревьев (или кустарников), даже после проведения рубок ухода при их формировании. Это обеспечивает значительную вариабильность генофонда, поскольку на ВЛСУ, ПЛСУ, ЛСП представлены разнообразные по происхождению особи, клоновые группы или полусибсовые семьи. Согласно имеющимся рекомендациям, на ЛСП целесообразно размещать не менее 20 – 30 или же даже 50 клоновых групп или полусибсовых семей. Вместе с тем следует заметить, что в состав ЛСП (любого типа происхождения) и ПЛСУ, а так же ВЛСУ входят преимущественно (или же даже исключительно, как на ЛСП) наиболее ценные представители популяций (для ЛСП используют только материал плюсовых деревьев). Следовательно, здесь представлен не весь спектр признаков вида, или даже отдельной популяции, а лишь его часть, пусть даже наилучшая в хозяйственном отношении. В Нижегородской области ЛСП созданы в Семеновском специализированном семеноводческом лесхозе (сосна обыкновенная – рис. ***, ель европейская – рис.); в Волжском показательном лесхозе (лиственница сибирская, лиственница Сукачева – рис.***, сосна обыкновенная – рис. ***); в Краснобаковском лесхозе-техникуме (сосна обыкновенная – рис. ***); Арзамасском лесхозе (сосна обыкновенная – рис. ***); Вачском лесхозе (сосна обыкновенная – рис. ****) и др. 10. Клоновые архивы – это специальные клоновые посадки, главная цель которых заключается в сохранении генотипов плюсовых деревьев для дальнейшей селекционной работы.. Несмотря на то, что клоновые архивы состоят из большого числа клоновых групп, каждая из которых представлена десятками единиц растений, они (клоновые архивы) обеспечивают сохранение лишь весьма ограниченной части генофонда вида и даже отдельной популяции. Следовательно, архивы клонов как хранилища генофонда, обеспечивают сохранение лишь его лучшей, но весьма ограниченной части. В некоторых случаях (Любавская, 1982) в состав клоновых архивов рекомендуется включать не только выделенные плюсовые деревья, но и наиболее интересные мутации, найденные формы с крайними проявлениями признаков, ценные формы и гибриды. Это расширяет сохраняемую часть генофонда вида. Кроме выполнения функции сохранения генофонда клоновые архивы позволяют проводить сравнительные испытания исходного материала и гибридов, а также для оценок уровня наследственности и вариабильности отдельных признаков. |