3Типа полиплоидов

митотическаяполиплоидизация- результат удвоения числа хромосом в соматической клетке без последующего образования клеточной перегородки.

При зиготическойполиплоидизации образование зигот идет нормально, но первое деление по типу митоза в зиготе не сопровождается разделением зиготы на две клетки.→клетки зародыша будут иметь набор хромосом (4х).

мейотическаяполиплоидизация имеет место при отсутствии рудукции числа хромосом в генеративных клетках (яйцеклетка, спермии).

для получения полиплоидов использовали чаще всего тепловой шок и закись азота, алкалоида колхицина (С₂₂Н₂₆О₆). Колхицин воздействует на веретено деления в клетке, препятствуя расхождению хромосом к полюсам на стадии анафазы, и тем самым способствует удвоению их числа в ядре

→позволяет получать вполне плодовитые формы растений с удвоенным числом хромосом.

2. Автополиплоидия.

Автополиплоид – это организм, возникший путем увеличения числа хромосом вдвое.

→приводит к увеличению размеров ядра и клетки в целом→ увеличение размеров устьиц, волосков, сосудов, цветков, листьев, пыльцевых зерен и т.п.

- особенностям автополиплоидов следует отнести:замедление клеточного деления;увеличение вегетационного периода;низкое осмотическое давление;понижение устойчивости к абиотическим факторам внешней среды и др, пониженной плодовитостью. Это объясняется особенностями мейоза: в каждой клетке находится по четыре гомологичных хромосомы.в процессе мейоза образуются биваленты, квадриваленты, триваленты и даже униваленты.→нарушения мейоза и образования гамет с различными неправильностями в числе хромосом. →вызывают частичную стерильность автополиплоидов.

У 4тетраплоидов - 5 генотипов: квадраплекс (АААА), триплекс (АААа), дуплекс (ААаа), симплекс (Аааа) и нулиплекс (аааа)

автополиплоиды изолированы от диплоидов преградой нескрещиваемости, определяемой отсутствием обычно нормального прорастания пыльцевых трубок на рыльце пестиков, нарушением развития зародыша и эндосперма.→зародыш погибает на ранних этапах развития.

Увеличение размеров растений, крупности цветков, семян и т.п. привело к использованию автополиплоидов в декоративном цветоводстве (сорта хризантем, астр и др.) и селекции полевых зерновых и кормовых культур (тетраплоидная рожь, тетраплоидный клевер).

2.1 Автотриплоиды.

= 4nx 2n. растения полностью стерильны. Однако такие растения оказались полезными с хозяйственной точки зрения. Так автотриплоид сахарной свеклы содержит в корнях на 1-2% больше сахара, чем диплоид и тетраплоид.

К естественно возникшим в природе автотриплоидам относят гигантские осины (3х=2n=57).

3.Аллополиплоидия.

Аллополиплоид – это организм, возникший от объединения хромосомных наборов разных видов.

*Пример - прискрещиванииредьки 2n=18 (Raphanussativas) скапустой (Brassicaoleracea) 2n = 18. →гибриды полностью стерильны. Однако в одном из скрещиваний спонтанно объединились гаметы с нередуцированным числом хромосом, в результате чего было получено вполне плодовитое растение с 2n=36 (18+18). Оно получило название Raphanobrassica (редечно-капустный гибрид) (рис. 17.5). С открытием колхицина, получение подобных гибридов проблемы не представляет.

*Тритикале – это гибрид между пшеницей 2n=28 и рожью 2n = 14→F₁ (2n=21)→ колхицин →тритикале ( 2n=42).

3. Селекционный процесс завершается выведением сорта.

Сорта создаются для производства, поэтому во время испытания в научно-исследовательских учреждениях им должны давать всестороннюю характеристику в производственно достоверном полевом опыте. Это означает, что если новый сорт по урожайности превышает старый, районированный по данным сортоиспытания, например, на 4 ц/га, то и в производственных условиях эта прибавка должна иметь примерно такую же величину. Чтобы получить производственно достоверные результаты при испытании сортов, необходимо на всех стадиях селекционного процесса обеспечивать типичность опыта и соблюдать принцип единственного различия.

Типичность опыта при испытании сортов. Изучение и испытание сортов (в селекционно-опытных учреждениях должны проводиться в условиях, максимально приближенных к тем, в которых в дальнейшем предполагается эти сорта выращивать. Типичными, то есть характерными для будущей зоны возделывания сорта, должны быть как почвенно-климатические, так и производственно-агротехнические условия (предшественники, способы посева, применение удобрений и т. д.).

Точность опыта в сортоиспытании. На одном участке определенной площади испытывают несколько сортов или селекционных номеров. Каждый из них высевают на небольшой делянке, составляющей небольшую часть площади этого участка. Как бы хорошо ни был выбран участок для сортоизучения, в пределах его всегда будут некоторые различия по рельефу, почвенному плодородию, засоренности и т. д. Поэтому урожай любого сорта, высеваемого на одной делянке, всегда в той или иной степени будет отличаться. от того урожая, который был бы получен, если этот сорт размещали на всей площади участка сортоиспытания. Степень соответствия полученного в сортоиспытании урожая какого-либо сорта предполагаемому, который он мог бы дать на всем этом участке, называется точностью опыта. Она определяется ошибками, которые происходят из-за невозможности соблюдения на всех делянках сортоиспытания одинаковых условий. Чем больше таких ошибок, тем меньше точность опыта.

Достоверность полученных  различий  между испытываемыми образцами зависит от правильности выбора участка под все  опыты  и  делянок  для каждого повторения всех вариантов.  Однако практически одинаковые де­лянки для всех образцов и повторения подобрать нельзя. Любой правильно организованный опыт будет характеризоваться наличием ошибок опыта.  От степени проявления этих ошибок будет зависеть точность  опыта  и  наи­меньшая существенная разница. Для повышения точности опыта лучшим счи­тается рендомезированный способ размещения испытываемых сортов  в  4-6 повторениях. При закладке коллекционных и селекционных питомников сле­дует пользоваться   методикой   Всероссийского   НИИ   растениеводства им. Н.И. Вавилова, а при проведении сравнительного испытания новых номеров и лучших сортообразцов --  методикой  Государственной  комиссии  по сортоиспытанию с.-х  культур.  Площадь  учетной  делянки  рекомендуется иметь при конкурсном испытании 10-25 до 100 кв. м,  при закладке  конт­рольного питомника  3-5  до  10  м ²,  а  в  производственном испытании 0,5-1,0 га в двукратном повторении.

Сорта свеклы стол.: Красный шар, Пабло, Бордо, Мона, Браво, Цилиндра, Варио

Билет 19.

\1. ЗАКОН ГОМОЛОГИЧЕСКИХ РОДОВ В НАСЛЕДСТВЕННОЙ ИЗМЕНЧИВОСТИ ВАВИЛОВА, ЕГО ЗНАЧЕНИЕ В ГЕНЕТИКЕ И СЕЛЕКЦИИ

1, Виды и роды, генетически близкие между собой, характеризуются тождественными рядами наследственной изменчивости с такой правильностью, что, зная ряд форм для одного вида, можно предвидеть нахождение тождественных форм у других видов и родов. Чем ближе генетически расположены в общей системе роды и линеоны, тем полнее тождество в рядах их изменчивости.

2, Целые семейства растений в общем характеризуются определенным циклом изменчивости, проходящей через все роды, составляющие семейство. И еще очень интересное замечание Н.И.Вавилова**: “Природа оказывается бессильной до бесконечности разнообразить виды и роды и производит нередко аналогичные или почти тождественные формы у разнообразных родов, семейств и даже порядков”.

Следовательно, если на данный момент формы с определенными признаками не найдены, то можно предвидеть их нахождение. Н.И.Вавилов предложил формулу закона гомологической изменчивости, которая выглядит следующим образом:

L₁ (а+b+c+d+e+f+g+h+i+k…)

L₂ (a+b+c+d+e+f+g+h+i+k…)

L₃ (a+b+c+d+e+f+g+h+i+k…),

где L₁, L₂, L₃ – радикалы отличающие данные виды друг от друга;

a, b, c, d… - варьирующие признаки, такие как окраска чешуй, листьев, выполненность стебля, наличие лигулы и т.п.

2. Схема селекционного процесса. Основные этапы селекции, их продолжительность.

Сущность селекции состоит в улучшении старых и создании новых форм растений. Во время селекционной работы селекци­онеру приходится выполнять различные приемы, проводить исследования, применять разные способы создания популяций. Весь комплекс мероприятий, проводимых селекционером от на­чала работы до создания такого селекционного материала, кото­рый в качестве нового сорта может быть включен в станционное и затем государственное сортоиспытание, называют селекционным процессом.

можно разделить на три этапа: подбор и создание исходного материала для отбора, отбор и испытание.

I этап. Поиск и создание исходного материала селекции (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.

II этап. 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.

В каждом поколении отбора оценку растений и выделение наиболее ценных в качестве родоначальников будущих потомств можно выполнить различными методами, специфичность кото­рых определяется числом и значимостью оцениваемых призна­ков, а также способом оценки каждого признака. Например, ценность анализируемых растений можно определять как по от­дельному признаку, так и по комплексу признаков. Один и тот же признак можно оценить несколькими способами. Например, продуктивность растения можно определить как визуально, так и взвешиванием. В первых поколениях отбора, когда материал слишком разнообразен и многочислен, обычно применяют легко выполнимые способы оценки. В более поздних поколениях, когда селекционный материал достигает определенной выравненности и насыщенности ценными растениями, а разница между образцами нивелируется, применяют более сложные и точные анализы.

Различают несколько методов отбора. Их названия и способы проведения определяются особенностями создания популяций следующего поколения. Разнообразие методов отбора, а точнее методов получения популяций следующего поколения, определя­ется тем, сколько потомств вошло в состав каждой популяции (от многих, от небольшого числа растений или от одиночных растений), насколько ограниченна была возможность переопыле­ния у перекрестноопыляющихся растений, а также тем, когда проводится оценка растений (до цветения или после него).

В ходе селекционной работы способы оценки растений и мето­ды создания популяций следующих поколений в случае необходи­мости могут быть изменены в зависимости от изменения качества и количества селекционного материала. Их правильное сочетание в значительной мере определяет успех селекционной работы.

III этап. Этот этап селекционного процесса включает прове­дение различных по объему и сложности испытаний полученно­го в результате селекционной работы материала. Различают пред­варительные и конкурсные (станционные) испытания.

3. 1. Селекция на урожайность. Урожайность сорта определяется размером корнеплода и числом растений на единице площади. При селекции моркови на урожайность учитывают также генетически обусловленные признаки: способность прорастать и формировать выровненные всходы в экстремальных условиях вегетации. Особое внимание уделяется признакам корнеплода, то есть крупные корнеплоды за счет разрастания ксилемы содержат меньше каротина. ^ 2. Селекция на скороспелость. При селекции на скороспелость используют следующие признаки: маленькая головка, небольшая розетка листьев, тонкие черешки листьев, быстрое накопление каротина и другие. Оценку скороспелости исходного материала проводят, отбирая пробы в период образования корнеплодами пучковой спелости у наиболее скороспелого сорта, а затем каждые 5…10 дней до уборки (в фазу хозяйственной зрелости). В фазу технической зрелости определяют и качество корнеплодов. ^ 3. Селекция на улучшение качественных признаков. Определяют признаки: однородность по размеру, форме, окраске корнеплодов, сахаристость, содержание каротина, пониженное содержание нитратов, устойчивость к цветухе. Каротин определяют в мякоти коры и в соке мякоти сердцевины. ^ 4. Селекция на лежкость. Лежкость связана с комплексом признаков: устойчивость к болезням хранения, прочной анатомической структурой тканей, интенсивность дыхания в период хранения. ^ 5. Селекция на пригодность к механизированной уборке урожая. Основные требования: выровненность корнеплодов по форме и размеру, наличие гладкой поверхности без грубой боковой корневой системы, длина корнеплода 15…18 см, устойчивость к ударным воздействиям, растрескиванию и ветвистости. ^ 6. Отдаленная гибридизация и полиплоидия. Часто отдаленную гибридизацию используют при получении форм, устойчивых к болезням хранения.

Морковь отличается большим разнообразием формы корнеплода, продолжительностью периода вегетации (2–6 месяцев), содержанием питательных веществ и способностью к хранению. Для рынка свежей продукции возделывают ранние и среднеранние сорта с корнеплодами слегка конической, цилиндрической формы, с тупым кончиком, равномерной окраской. Для хранения возделывают поздние сорта с выровненной формой корнеплода, высокой урожайностью и хорошей способностью к хранению. Для промышленной переработки наиболее пригодны сорта с высоким содержанием сухого вещества (6–16%) и каротина, а также с хорошими свойствами для обработки

Сорта и гибриды моркови: Амстердам, Бюро, Витаминная, Забава, Казан, Малинка

Билет 20.

1.

Наследоваияе признаков при взаимодействии генов. Тип вазимодействия генов.

Фенотип организма формируется под влиянием большого количества генов, а также в результате их взаимодействия.

Все многообразие межгенных взаимодействий можно разделить на две группы: взаимодействие аллельных и неаллельных генов.

Аллельные гены находятся в идентичных локусах гомологичных хромосом, и взаимодействие между ними проявляется в форме полного, неполного доминирования и кодоминирования.

Неаллельные гены локализованы в разных парах гомологичных хромосом или в одной паре гомологичных хромосом, но в разных ее локусах.

Выделяют три основных типа взаимодействия неаллельных генов.

Комплементарность – тип неаллельного взаимодействия генов, при котором сочетание в генотипе доминантных аллелей обоих генов обуславливает появление нового признака.

Комплементарными являются гены, которые при совместном действии в генотипе в гомо- и гетерозиготном состоянии (А–В–) обусловливают развитие нового признака. Действие каждого гена в отдельности (А–вв или ааВ–) воспроизводит признак лишь одного из скрещиваемых родителей.

Расщепление в F₂ по фенотипу может быть разнообразным: 9:7, 9:6:1, 9:3:3:1, 9:3:4.

Эпистаз – тип неаллельного взаимодействия генов, при котором ген одной аллельной пары подавляет действие генов другой пары.

Гены, подавляющие проявление других генов, называются супрессорами, а подавляемые гены – гипостатичными. Выделяют два типа эпистаза: доминантный и рецессивный.

Характерные признаки эпистатического взаимодействия генов:

действие двух пар генов на один признак;

подавление проявления гипостатичного гена в F₁;

изменение формулы дигибридного расщепления в F₂ за счет расширения доли особей с фенотипом гена супрессора, при этом характерные формулы расщепления для доминантного эпистаза 13:3, и 12:3:1, для рецессивного эпистаза – 9:3:4.

Полимерия – это тип неаллельного взаимодействия генов, при котором несколько пар неаллельных генов влияют на формирование одного признака, вызывая сходные изменения.

Явление полимерии было открыто в 1909 г. шведским генетиком Нильсоном-Эле, который описал серию однозначно действующих генов, определяющих окраску эндосперма зерна пшеницы.

Это случай так называемой кумулятивной полимерии (сложной) когда степень проявления признака зависит от числа доминантных аллелей в генотипе.

При полимерном типе наследования возможно проявление трансгрессий. Трансгрессия – форма, у которой степень проявления признака больше, чем у родительских форм.

Трансгрессии могут быть положительными и отрицательными:

P: A₁A₁a₂a₂A₃A₃a₄a₄×a₁a₁A₂A₂a₃a₃A₄A₄

F1: A₁aA₂a₂A₃a₃A₄a₄

F2: A₁A₁A₂A₂A₃A₃A₄A₄ aa₁a₂a₂a₃a₃a₄a₄

положительная отрицательная трансгрессии

Таким образом, трансгрессии проявляются в F₂, когда родительские формы не обладают крайним проявлением признаков и не несут всех доминантных (при положительной трансгрессии) или всех рецессивных (при отрицательной трансгрессии) аллелей.

Плейотропия – явление, которое заключается в том, что один ген оказывает влияние на несколько признаков.

Гены-модификаторы – гены, усиливающие или ослабляющие действие основного гена

2. МУТАГЕНЕЗ КАК МЕТОД СОЗДАНИЯ ИМСХОДНОГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ

типы мутаций и их проявление

- два основных типа: генные, или точковые, и хромосомные перестройки. Первые - нарушение специфической последовательности нуклеотидов в молекуле ДНК.→не приводит к нарушениям конъюгации хромосом в мейозе и процесса кроссинговера

- Второй тип мутаций характеризуется разрывами и перестройками хро­мосом. → про­явление нового признака или свойства. Для се­лекции более важны генные мутации, так как хромосомные перестройки обычно приводят к отрицательным последствиям, в частности к снижению плодовитости.

-полиплоидия, гаплоидия- геномные мутации.

* при возникновении рецессивной мута­ции в гамете диплоидного вида получается внешне нормальное потомство. Доминантная мутация впервые появилась в половых клетках.

Мутации, даже доминантные или полудоминантные, не все­гда можно обнаружить в потомстве - случаи, когда признак определяется совместным влиянием нескольких или многих генов, каждый из которых в отдельности обладает слабым действием.

методы индуцирования мутаций

→воздействие на организмы различными факторами, называемыми мутагенами→можно резко повы­сить их мутационную изменчивость. →селекционер отбирает среди мно­гих вредных и бесполезных мутантов единичные ценные образ­цы и использует их при выведении новых сортов.

* ио­низирующие излучения- чаще всего рентгеновское и гамма-излучения, α- и β-частицы, быстрые и медленные нейтроны. Высокой мутагенной активностью обладают и радиоактивные изотопы³²Р и ³⁵S. Однако из-за трудностей их хранения и использования по­следний источник излучения мало удобен для селекционеров. Чувствительность различных растений к радиации неодина­кова

- рентген (Р) или рад - отнесены к внесистемным единицам и не допускаются к применению.

единицы излучения принят грей (Гр). 1 Гр = 1 Дж/кг = 100 рад.

* химические вещества – Этиленимин , Этилметансульфонат, Гидроксиламин , Бисдиазоацетилбутан, Диметилсульфат, Нитрозоэтилмочевина, Нитрозометилмочевина (Концентрация водного раствора, % 0,005 – 0,01)

3. По этапам воспроизводства сортов сельскохозяйственных растений семена овощных, бахчевых культур, кормовых корнеплодов и кормовой капусты подразделяют на следующие ступени размножения (категории):

- оригинальные семена;

- элитные семена;

- репродукционные семена.

Оригинальными семенами являются семена сельскохозяйственных растений, произведенные оригинатором сорта сельскохозяйственного растения или уполномоченным им лицом.

Оригинатором сорта сельскохозяйственного растения является физическое или юридическое лицо, которое создало, вывело, выявило сорт сельскохозяйственного растения и (или) обеспечивает его сохранение и данные о котором внесены в Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию.

Элитными семенами (семенами элиты) являются семена сельскохозяйственного растения, которые получены от оригинальных семян и соответствуют требованиям нормативных документов в области семеноводства, утверждаемых в порядке, установленном Правительством Российской Федерации.

Репродукционными семенами являются семена сельскохозяйственных растений последующих после элитных семян (семян элиты) поколений.

Число поколений репродукционных семян определяют территориальные органы специально уполномоченного федерального органа управления сельским хозяйством или соответствующие органы органов исполнительной власти субъектов Российской Федерации.

На основании анализов и оценки государственных семенных инспекций семена овощных культур по посевным качествам относят к первому или второму классу.

Семена первого класса в зависимости от культуры в соответствии с утвержденными стандартами должны иметь всхожесть не ниже 60-96%, второго класса - 40-88%.

Если семена не соответствуют этим требованиям, их выбраковывают или доводят всхожесть до установленных требований путем дополнительной подработки.

Сорта петрушки: Обыкновенная листовая, Кудрявая листовая, сахарная скороспелая, Урожайная, Браво.