отбора
Чарлз Дарвин: в своей теории эволюции органического мира установил, что в основе образования новых форм ( пород, сортов, разновидностей и видов) в природе лежит один и тот же общи принцип – отбор (селекция). От создал учение об искусственном и естественном отборе.
Естественный отбор, подразделяется на движущий, который ведет к включению в популяцию новых мутаций и их комбинаций и стабилизирующий – отбор путем элиминации неблагоприятных наследственных отклонений создает в популяции однородную форму между особями.
Искусственный отбор. Все породы животных и сорта растений выведены с помощью искусственного отбора. Это новые формы, ранее не существовав. в природе.
Отбор в потоке неопределенной, разнонаправленной изменчивости, выбирает и накапливает определенные полезные отклонения, создавая новые формы и сорта растений.
Искусственный отбор не сводит в простому выбору лучших форм и числа уже имеющихся в популяции.
Отбор основывается на накоплении из поколения в поколение незначительных, нередко едва уловимых различий.
Ч. Дарвин различал два вида искусственного отбора – бессознательный и методический.
Бессознательный – неосознанно, стихийно.
Методический направлен на улучшение ту или иную культуру, определяет какие признаки и в каком направлении он будет изменять. (Ч. Дарвин «происхождение видов» (1859) «изменение домашних животных и культур растений»)
Методом современной селекции является методический целеноправленный отбор. Селекционер не только отбирает нужный номер, но и ведет желательный признак сорта.
При помощи отбора человек (селекционер) достигает огромных успехов.
Пример: сахарная свекла сахар от 4-5%увеличился до 20-24%. Впервые целеноправленный отбор был проведен Луи Вильмареном на свекле, где он доказал преимущество иных видов отбора перед массовым.
Подсолнечник – 1927 году исходные формы содержали 28-38% масла, с использованием методов отбора – до 54%.
Закономерности действия отбора в селекционных популяциях:
- для отбора необходима гетерозиготность организмов.
- отбор останавливается перед гомозиготностью.
- при отборе на содержание количество белка данное свойство – может идти по пути уменьшения и увеличения.
- отбор постепенно или быстро устраняет менее приспособленные формы и сохраняет, хоты бы в самой незначительной степени, более приспособленные к данным условием организмы (скороспелые и позднеспелые)
10. 2 Препятствия и трудности при проведений отбора
Селекционер встречается с огромными препятствиями, так как при естественном отборе могут формироваться растения не устойчивые в полегании, осыпанию, с мелкими семенами.
Все данные формы растений являются гетерозиготными (т.е. рецессивными генами). Поэтому необходимость отбора среди дикорастущих популяций, а также сорта созданные путем сознательного отбора остается очередной задачей селекционера.
В засушливых районах под воздействием различных внешних факторов – повышенной. температуры., недостаточности влаги в воздухе, почве и действием ультрафиолетовых излучений возникают мутанты менее и более засухоустойчивые.
Экотипы, сформировавшиеся в результате отбора в засушливых местностях, менее продуктивны чем экотипы происходящих из услащенных зон. Отсюда вытекает, что ксероморфность и величина продуктивности растения связаны с обратной корреляционной зависимостью.
Иногда в засушливых условиях среда популяции возникают крупнозерные формы. Такие формы представляют значительно большую ценность для селекционера.
Более высокая масса 1000 зерен служит показателем относительной устойчивости сортов к засухе ( засушливых зонах).
При выведении новых сортов селекционеры встречаются с определенными трудностями, возникающих при естественном отборе.
1. формы как не устойчивые к полеганию, осыпанию, мелкими семенами.
2. физиологически не совместимость у озимых культур в высокой продуктивности и морозоустойчивости.
3. у картофеля установлена отрицательная коррекция между содержанием протеина и урожайность.
4. у зерновых в повышением урожайности уменьшается процент белка.
У сортов созданных в засушливых районах, обладающей меньшей продуктивностью в зерне – содержат больше белка. А также искусственной мутации преодолеваются все ранее перечисленные трудности.
Творческая роль отбора и направленность наследственной изменчивости особенно ярко проявляются при создании форм и сортов растений, устойчивых к болезням и вредителям.
Картофельный жук – не поедает растения картофеля в листьях и стеблях в которых содержится алкалоид демиссин. Отбором сохранены такие формы:
Н.В. Вавилов указывал – что устойчивые и иммунные формы растений к болезням необходимо искать там где данные болезни имеют широкий арсенал распространения.
В Кении – стеблевая ржавчина, в Аргентине и Чили – бурая ржавчина.
Ч.Дарвин показывал в соответствии с эволюцией изменчивость растения носит однократно приспособительный характер и сама по себе не создает новых сортов растений. Творческая роль принадлежит естественному и искусственному отбору, которые в селекции растений неразрывно связаны между собой.
Применяя искусственный. отбор лучших растений из той или иной популяции, обязательно следует учитывать результаты предшествующего действия ее естественного отбора.
Из популяции, экологически не приспособленной к данным условиям возделывания, сорт создать нельзя.
Лучшие растения, отбираются из гибридной популяции от скрещивания двух родительских пар, могут стать родоначальниками будущего сорта в том случае, если хотя бы одни из этих пар экологически приспособлены естественным или искусственным отбором к возделыванию в местных условиях.
Эффективность отбора определяется:
1. особи составляющие популяцию должны быть генетически разнородны.
2. чем больше число генов определяемых признак или свойство тем длительнее действует отбор.
3. возможность отбора тем больше, чем сильнее выражена в популяции гетерозиготность по данному признаку или свойству.
Однократный отбор у пшеницы проводится по следующим признакам, остистость, безостость, окраска колоса, наличие или отсутствие опушенности колосковых чешуй, потому что они определяются одной парой генов.
Формирование признаков скороспелости, высокобелковости, устойчивости к небольшим массам какой либо болезни достигается в результате длительного естественного или многократного повторяемого искусственного отбора. Отбор по одному признаку приводит к отрицательным результатам.
Главные показатели, на которые необходимо обращать внимание при отборе – урожайность (продуктивность), устойчивость к неблагоприятным условиям возделывания (засухе, низкой температуре и др.) высокое качество продукции, устойчивость к болезням и вредителям, пригодность к механизированному возделыванию.
В практической селекции применяют два метода отбора: массовый и индивидуальный.
10.3 Массовый отбор
При массовом отборе из исходной популяции одновременно отбирают большое число растений.
Для того чтобы предотвратить снижение некоторых основных показателей проводят массовый отбор в течении периода использования сорта в производстве он называется непрерывным массовым отбором.
Массовый отбор применяют в семеноводстве, для сохранения морфологических признаков и хозяйственно – биологических свойств выращеваемых сортов.
Негативный отбор – это удаление из посева худших особей.
Массовый отбор дает хорошие и быстрые результаты в том случае когда его задачи совпадают естественного отбора.
Массовый отбор более эффективен, если проводится отбор на скороспелость, зимостойкость, засухоустойчивость и менее эффективен при селекции на улучшение качества продукции.
Чем популяция экологически больше приспособлена к данным условиям возделывания в ходе естественного отбора, тем лучше результаты может бать применение массового отбора.
Все местные сорта народной селекции созданные этим методом.
Выдающим достижением методом массового отбора – выведение на бывшей Шатиловской опытной станции сорта гречихи Богатырь.
Методом массового отбора получены почти все сорта многолетних трав и перекрестноопыляемых зерновых культур .Большой недостаток –невозможность проверки отбираемых растений по их потомству. Недостатки массового отбора, устраняются при использовании индивидуального отбора.
10.4 Индивидуальный отбор
Индивидуальный отбор получив в начале 20 века теоретическое обоснование в учении Иоганнсена о генотипе и фенотипе и наследственности в популяциях. Индивидуальный отбор стал основным методом в современной селекции растений (самоопыляющих и перекрестноопыляющих культур).
Сущность, этого метода состоит в том, что отбирают отдельные растения, потомство каждого из которых размножают в дальнейшем отдельно.
Исходные, родоначальные особи, многократно проверяются по потомству (2-3 тысячи) (генотип и фенотип).
При работе с самоопыляющими культурами применяют однократный индивидуальный отбор исходным материалом для него являются естественные, гибридные и мутантные популяции.
Потомство одного элитного растения, отобранного из гибридной популяции, наз. семьей – сорт гибридным.
Элитное растение, отобранное из материала, обработанное мутагенами, назыв.- мутантом, а его потомства мутантной линией – сорт мутантным.
Метод индивидуального отбора более трудоемкий и сложный, так как новый сорт зарождается из обычного элитного растения (вес семян 1 г) – 12-15-20 лет, несмотря на эти недостатки он имеет преимущество перед массовым отбором возможностью оценки и сравнения отбираемых. элитных растений по их потомству на всех стадиях селекционного процесса.
Пример – подавляющее большинство сортов самоопыляющихся культур создана методом индивидуального отбора из естественной или гибриды популяции.
Из естественных популяции выведены:
Сорта озимой популяции Москов 2453, Ульяновки и др.
Яровой пшеницы Лютесценс 62, Цезиум 111, Мильтурум 32, овса Победа, ячменя Винер.
Из гибридов популяции индивидуальным отбором озимая пшеница Безостая 1, Одесская 26, Богарная 56, Карлыгаш, Мотесценс 230.
Яровая пшеница Саратовская 19, Безунчукская 98, Иртышанка 10, Казахстанская 3 и др., твердая пшеница Оренбургская 2, Алмаз, Рубин, ячмень Байшешек, Днепровский 435, Медикум 8955, Нутас 187, овес Золотой дождь, Мирный, Сильнековский 14; 29.
Сорта созданные методом индивидуального отбора сохраняют свои хозяйственно- биологические качества в длительном ряду поколений –
( относительно).
Под влиянием расщепления, естественной (спонтанной) гибридизации и мутагенеза у сортов появляются ценные формы растения ( внутрисортовый отбор).
Безостая 4 – выведен сорт Безостая 1.
Клоновый отбор
Индивидуальный отбор в селекции растений, размножаемых вегетативно, наз. клоновым. Клон – это потомтво одного вегетативно размножаемого растения (клубнями, черенками, корнями, луковицами).
Индивидуальный отбор у перкрестноопыляющихся растений
Постоянное переопыление и расщепления происходящее у простых растений не дает вывести сорт путем однократного индивидуального отбора, поэтому в селекции перкрестноопыляющихся растений применяют многократный отбор, т.е. селекционер отбор проводит до тех пор пока не получит желаемый результат.
Многократный отбор может перейти в непрерывный.
Отбор элитных растений из лучшей семьи проводится из года в год пока полученный на ее основе сорт высевается в производстве. Различие между многократным и непрерывным зависит от продолжительности работы. Непрерывный отбор проводят у сахароносных, масличных, эфиромасличных и лекарственных растений (уменьшение содержание. сахара. и т.д.).
У самоопыляющихся и вегетативно размножаемых культур сорт формируется на основе наследственности одного растения, а у перекрестноопыляющихся растений потомство формируется в результате переопыления, т.е. на основе объединения материнской и отцовской наследственности. Поэтому в селекционной работе с перекрестноопыляющимися культурами важно не только правильность отбор элитных материнских. растений, но и подбирать такие отцовские растения опылители, которые не ухудшили бы, а по возможности улучшили наследственные качества будущего потомства т.е. необходимо контролировать отбор не только по материнской, но и по отцовской линий.
Поэтому в практике работы используют два основных варианта многократного отбора: индивидуально – семейственный отбор и семейственно- групповой.
Индивидуально – семейственный отбор
Элитные растения сеют по семьям на отдельных изолированных участках.
Расстояние между участками установлено так чтобы не произошло переопыления. Контролируется опыление как в отношении материнских, так и отцовских растений.
Переопыление внутри семьи приводит к выравниванию усилению и закреплению тех признаков по которому велся отбор. Но длительность приводит к снижению продуктивности растений (депрессия) – как следствие близкородственного оплодотворения.
Семейственно – групповой отбор.
Применение семейственно – группового отбора значительной степени устраняет недостаток идвидуального семейственного отбора.
Исходный материал родоначальных элитных растений разбивают на 3-4 группы. Подбирают в семьи относительно сходные по хозяйственно-биологическим признакам. Группа семей представляет популяцию состоящую из потомства в той или иной наследственно разнородных растений. Размещают на площадках, но в пределах каждой группы семьи высевают раздельно, но рядом друг с другом.
Переопыление между группами не происходит, а в пределах каждой группы происходит переопыление потомств растений, что устраняет опасность близкородственного переопыления.
Для исключения нежелательного влияния отцовских родительских форм применяют так называемый метод половинок (урожай элитных растений делят на две части (половинки) – 1половину сеют в СП, 2 – сохраняют в резерве.
Семена лучших потомств, выделившихся в селекционном питомнике в посев следующего года не идут из-за их опыления неизвестными отцовскими формами. СП – засевают в следующем году семенами резервных половинок. На 3 год в СП высевают семена половинок урожая тех растений, потомства которых в предыдущем году были лучшими.
Индивидуальный. отбор при длительном и систематическом его проведении позволяет добиваться в популяциях перекрестноопыляющихся растений существенных сдвигов в желательном для селекционера направлении.
Индивидуальный отбор у перекрестноопыляющихся растений можно эффективно применять, используя гетерозис использования биотехнологии в получения новых сортов растений.
Рисунок 1- Новейшие методы селекции растений
Рисунок 2- Эмбриокультура
Контрольные вопросы
1. Методы отбора
2. Препятствия и трудности при проведений отбора
3. Массовый отбор
4. Индивидуальный отбор