II/34. Мутационная, модификационная изменчивость и полиплоидия и их значение в растениеводстве.

Изменчивость – процесс возникновения различия между особями по ряду признаков гена или отдельных его органов и их функций.

Модификационная изменчивость не вызывает изменений генотипа, она связана с реакцией одного и того же генотипа на изменение внешних условий, в которых протекает развитие организмов. Из-за различного влияния внешней среды на особей популяции по фенотипическому проявлению кол-х признаков и св-в нельзя четко судить об их генетической основе: фенотип отражает специфику генотипа тем слабее, чем сильнее определенный признак подвергается влиянию внешней среды и чем более специфично внешняя среда влияет на разные особи популяции. Модифицирующее влияние внешней среды особенно затрудняет отбор по колич., полигенно наследуемым признакам. Влияние почвенных и других микроразличий в питом­нике обусловливает модификационную изменчивость→многие линии на следующий год при изменившихся для них условиях выращивания переходят по продуктивности из одного класса в другой. Большинство линий, имеющих в питомнике испы­тания потомств I-гo года пониженную продуктивность, на следую­щий год ее восстанавливают. Модификационная изменчивость возрастает с уве­личением площади посева питомников. Это приводит к высокой браковке линий. Т.о. нецелесообразно закладывать большое число линий в питомниках испытания потомств I-гo года. Их следует размещать на более выpaвненном фоне, усиливать браковку наследственных отклонений и в то же время уменьшать браковку модификационных изменений. Под влиянием благоприятных условий возделывания (высокой агротехники) наследственность сорта не может улучшаться. Но, выращивая растения в семеноводческих питомниках, часто рассчитывают путем воспитания на высоком агрофоне, где усло­вия формирования семян, складываются более бла­гоприятно, чем на низком, улучшить ее. В связи с этим разработана специальная семеноводческая агротех­ника, обеспечивающая применительно к биологическим особенно­стям и требованиям различных сортов наилучшие условия разви­тия каждого растения в отдельности и выращивания высокоурожайных семян (крупные, тяжелые, выровненные с высокой энергией прорастания и силой начального роста, высокобелковые, с большим зародышем). На основании учения о модификациях с учетом возможностей их использования для повышения урожайности разработаны приемы выращивания высокоурожайных семян для непосредственного их использования во всех хозяйствах при производстве товарного зерна.

Мутационная изменчивость вызывает структурные изменения генов и хромосом, ведущие к появлению новых наследственных признаков и свойств организма; этот процесс называется мутагенез. Это процесс, закономерно протекающий в природе. Мутации могут быть полезными, вредными и нейтральными. Для получения мутантов используют физическое и химическое влияние - мутаген (радиацию, УФО, t, γ-лучи, ДМС эффективность). Задачи: а) исправляет дефекты сортов (скороспелость, низкое качество продукции) – оз пшеница Мироновская Юбилейная+хим.=сорт Киянка с повышенной устойчивостью к полеганию, ценная. б) получение сортов с высокими свойствами: семена+хим.мутаген.

Среди индуцированных мутантов есть более продуктивные формы, чем исходные сорта (пшеница, горох, соя, томаты, овес, ячмень, лен, горчица, люпин, арахис).

Полиплоидия – наследственные изменения, связанные с кратным увеличением основного числа хромосом. Это геномные мутации: 1. эуплоиды – кратное увеличение числа хромосом: а) автополиплоиды (тетраплоиды ржи); б) аллоплоиды (полоплоизация хромосомного гибрида; ППГ, тритикале).

2. анеуплоиды - некратное увеличение числа хромосом: мносомики (2n-1), нуллисомики (2n-2), трисомики (2n+1), тетрасомики (2n+2). Получаются, использованием колхицина и физическим способом, в меньшей степени хим. путем. Повышают продуктивность культуры; преодоление нескрещиваемости, несовместимости; восстановление плодовитости отдельных гибридов; закрепление гетерозиса; синтез, ресинтез видов; генетический анализ. Полиплоиды – ржи, клевера лугового, гречихи, триплоиды сах. свеклы.

Серии моносомных линий широко используются для изучения наследования различных признаков у пшеницы с учетом генетического вклада каждой отдельной хромосомы (устойчивость растений к наиболее вредоносным болезням, качество зерна, высота стебля).

II/37. Причины ухудшения сортовых качеств семян при возделывании сортов в производстве.

Качество сортовых посевов в производстве ухудшается: понижается сортовая чистота и повышается заболеваемость растений.

Степень ухудшения качества определяется причинами:

-механическое засорение;

-биологическое засорение (переопыление);

-накопление болезней, которые передаются с семенами;

Они возникают из-за несоблюдения правил семеноводческой агротехники. Др. причины (естественное переопыление, расщепление, накопление мутаций, экологическая депрессия сорта) незначимы для производства.

Механическое засорение - источник засорения - сеялки, тара, комбайны, смешивание на току и в хранилище. Механическое засорение является следствием нарушения 1 правила семеноводства: не допускать попадания семян другого вида, сорта в партию семян основного сорта. Это засорение недостаток в семеноводческих посевах, т.к. удаление примесей требует затрат труда или оно не возможно.

Наибольшую опасность представляет сортовая примесь, при производстве репродукционных семян – видовая примесь из-за трудности очистки и высокого коэффициента размножения. Сортовая примесь более адаптивна.

Все засорители растут быстрее по сравнению с основным сортом. Механическое засорение есть следствие небрежности при выращивании семян, их хранении, сортировке, транспортировке.

Биологическое засорение – из-за естественного переопыления разных сортов или культур и возникновение мутаций.

Это засорение большую опасность представляет для перекрестноопыляющихся культур и грозит потерей сорта. Недопустимо переопыление сахарной свеклы с кормовой, разных сортов ржи и сортов с разной плоидности. Поэтому необходимо соблюдать нормы пространственной изоляции, которые проверяются при апробации (для подсолнечника 1000 м, горцица, рапс – 500 м, озимая и яровая рожь – 200 м, кукуруза 200-500 м, пшеница мягкая от твердой – 200м, клевер луговой-200м)

Расщепление. Новообразования, возникающие в результате расщепления могут быть следствием гетерозисного состояния сорта по тому или иному признаку.

Появление мутантов – результат биологического процесса, что приводит к ухудшению сорта. Обнаружить мутанты очень трудно, практически невозможно, Количество мутантов повышается при высеве старых семян, обработке посевов гербицидами, термической обработке, при хранении семян в неблагоприятных условиях, т.е. мутанты появляются при стрессовых ситуациях.

Сорт может изменяться из-за замены компонентов системы. При засорении в систему включаются иные компоненты, которые самостоятельно воспроизводят иную систему следовательно к гибели сорта.

Для предупреждения засорения необходимо: сеять по незасоряющим предшественникам, проводить очистку механических средств, проводить видовые и сортовые прополки, соблюдать пространственную изоляцию, ликвидация многосортия.

В борьбе с накоплением болезней особую роль играет первичное семеноводство, где возможно полное очищение от всех болезней (за счет индивидуального отбора. протравливания семян и пространственной изоляции).

Экологическая депрессия сорта определяется его уровнем экологической пластичности. Высокопластичный сорт дает высокий урожай в разных зонах, низкопластичный – лишь в определенных зонах. Поэтому семеноводство отдельных культур необходимо вести в оптимальных зонах.

Т.О.. возможность ухудшения сортовых качеств семян в процессе размножения сорта обуславливает необходимость замены семян или проведения сортообновления в хозяйствах.

II/38. Система семеноводства зерновых культур. Первичное семеноводство зерновых культур.

Основная цель семеноводства – это полная реализация урожайных возможностей сорта и его сохранение.

Согласно закону «О семеноводстве» выделяют 3 категории семян

1. Оригинальные; 2) Элитные; 3) Репродукционные.

Система семеноводства зерновых имеет 3 звена:

I звено: Научно-исследовательские учреждения, т.е оригинаторы сортов, которые производят оригинальные семена и обеспечивают ими ОПХ и учхозы

II звено: Опытно-производственные хозяйства и учхозы – производят элитные семена и 1-ю репродукцию этих же сортов в объемах которые удовлетворяют потребности спецсемхозов, а также семеноводческих бригад и отделений крупных хозяйств для проведения сортосмены и сортообновления.

II звено: специальные семеноводческие хозяйства: обеспечивают семенами хозяйства зоны. производят репродукционные семена.

Первичное семеноводство – это организация, методика и техника выращивания элитных семян.

Задачи первичного семеноводства

- поддержание всех качеств сорта, за который он был районирован

- сохранение высокой чистосортности или типичности

- оздоровление семян от болезней,

- быстрое размножение семян для сортосмены и сортообновления.

Качество элитных семян предопределяет ценность репродукционных семян. Элитные семена должны отвечать требованиям ГОСТа на сортовые и посевные качества.

Процесс создания элитных семян идет по определенной схеме

Схема первичного семеноводства – это совокупность питомников при выращивании элитных семян и определяется видом отбора растений

При производстве элитных семян используются разные методы отбора:

1) индивидуальный; 2) массовый; 3) простой посев; 4) контролируемый посев;

5) метод генетического резерва; 6) метод половинок.

Основные: Основные: индивидуально-семейный, массовый

Преимущества: Индивидуального – многолетний контроль сортовой чистоты

Массового – ускоренное размножение семян нового сорта

Схема возделывания элитных семян при использовании индивидуального отбора

Питомник отбора → Питомник испытания потомств 1 года → Питомник испытания потомств 2 года →Питомник размножения 1-4 года →Посев суперэлиты → посев элиты.

Функции: Питомник отбора – необходим для отбора типичных продуктивных здоровых растений (родоначальников)

Питомник испытания потомств 1 г – идет браковка худших и отбор лучших семей

Питомник размножения – посев элиты и суперэлиты – размножение семян, негативный отбор, апробация.

Схема возделывания элитных семян при использовании массового отбора

Питомник отбора → Питомник испытания потомств 1-4 года → Посев суперэлиты → посев элиты.

Эта схема используется в случае ускоренного размножения новых сортов в первые годы его внедрения в производство, а также если сорт был создан массовым отбором (перекрестники).

II/39. Особенности семеноводства многолетних трав.

Система семеноводства многолетних трав 3- звенная:

1 звено – Оригинаторы сорта (оригинальные семена)

2 звено – Научно-исследовательские учреждения зоны (элитные семена)

3 звено - Семеноводческие хозяйства (репродукционные семена)

При организации семеноводства трав во всех звеньях особое внимание имеет учет, а именно генетическая структура сорта:

-способ опыления;

-скороспелость;

- теневыносливость;

-тип кущения;

-образ жизни;

степень зимостойкости, полегаемости, осыпаемости

Специфика семеноводства многолетних трав состоит в том, что с одного и того же травостоя семена можно получать многократно.

Схема производства элитных семян

1. Питомник сохранения сорта – работа направлена на поддержание специфических свойств сорта (высокой урожайности зеленой массы, устойчивых к неблагоприятным условиям, болезням и вредителям, к полеганию, т.е необходим для визуальной оценки растений.

2. Питомник предварительного размножения закладывают семенами широко районированных сортов.

Задача: ускоренное размножение семян полученных в питомнике сохранения сорта, при сохранении их качеств, для этого надо выращивать сорта по сортовой агротехнике, проводить видовые и фитопрочистке, защита травостоя от сорняков, болезней и вредителей, соблюдать пространственную изоляцию, исключить возможность механического засорения.

3. Питомник суперэлиты засевают семенами из питомника сохранения или предварительного размножения сорта. Основная задача – быстрое размножение семян возделываемого сорта. Агротехника должна быть направлена на увеличение продуктивного долголетия суперэлиты.

4. Питомник элиты – высевают семена суперэлиты.

Для ускоренного размножения новых сортов существуют приемы, повышающие коэффициент размножения семян: уменьшение нормы высева, широкорядные и ленточные способы посева

э посев на высокоплодородных участках, внесение оптимальных норм удобрений с целью повышения семенной продуктивности растений.

II/40. Особенности семеноводства картофеля.

Процесс производства семян подразделяется на 3 этапа

1. Оригинальное семеноводство

2. Элитное семеноводство

3. Репродукционное семеноводство

Система семеноводства картофеля -3 звена

I. Оригинаторы сортов – создают оригинальные семена

II. ОПХ, учхозы, элитхозы – выпускают элитные семена (базисный семенной картофель)

III. Семеноводческие хозяйства и хозяйства с товарным производством картофеля – они выпускают репродукционный семенной картофель.

Задачи семеноводства картофеля

- поддержание всех свойств и признаков сорта

- сохранение высокой сортовой чистоты

- получение семенного материала с посевными качественными и урожайными свойствами

- оздоровление семенного материала от болезней

- ускоренное размножение новых сортов.

Основные приемы семеноводческой работы

- отбор типичных для сорта растений

- оздоровление отобранных растений методами:

1. культуры ткани

2. клонового отбора

- ускоренное размножение отобранного материала

- создание оптимальных условий для растений

- удаление нетипичных и больных растений

- проведение сортовых растений

- тщательное сортирование семенного материала.

Схема семеноводства – это совокупность питомников, в которых путем отбора и размножения осуществляется процесс воспроизведения сорта.

Существуют 2 схемы: оригинального семеноводства:

1. Оздоровление на основе меристемной культуры ткани: производится

- оздоровление сортов и оценка, отбор исходных линий

- размножение микрорастений

2. Оздоровление на основе клонового отбора

При выращивании – клоновый отбор

I. Питомник отбора

II. Питомник испытания клонов 1-2 года

III. Питомник супер-супер элиты

IV. Питомник супер элиты

V. Питомник элиты

В семеноводческой агротехнике и во всех звеньях системы семеноводства обязательными являются:

-выбор участка,

- спецсемсевооборот,

- система удобрений,

- предпосевное проращивание клубней на свету в теч. 15-20 дней

- учет сроков, глубины, нормы посадки, системы защиты

- предуборочное уничтожение ботвы за 12-15 дней до уборки

- уборка,

- хранение в оптимальных условиях

II/41. Основные биологические особенности растений ПКУ.

Виды растений, сходные по внешнему облику и способу приспособления к среде объединяют в одну жизненную форму. На природных сенокосах и пастбищах произрастают: деревья, кустарники и кустарнички, полукустарники и полукустарнички, мн. и одн. травы, мхи и лишайники. Деревья: вечнозеленые и летнезеленые. Из вечнозеленых кормовое значение имеют сосна и ель. Зеленая хвоя этих деревьев содержит витамины А и С. Летнезеленые деревья – береза, осина, ива, дуб и др. Листья их богаты протеином (до 15%) и по пит. не уступают луговому сену высокого кач-ва.

Кустарники кустарнички – в летнее время веточки и листья кустарниковых берез и ив являются кормом оленей. Солянка, саксаул белый, хвойник шишконосный, эстрагон малопарный - хороший корм для верблюдов и овец (в пустыне) Полукустарники и полукустарнички – широко распространены в степи, полупустыне и пустыне. Это различные виды полыней, прутяк, камфоросма - основные кормовые растения для овец, верблюдов и лошадей. Мн. травы – основная форма растений на естественных сенокосах и пастбищах. В полупустыне и пустыне распространены мятлик луковичный, тюльпан, осока толстолобиковая и вздутая, в степной и лесной зоне – пролеска, ветреница дубравная, хохлатка и др. Одн. травы – по времени созревания делятся на 2 группы: - весенние (эфемеры) – пажитник прямостоячий, астрагал волокнистый и др. заканчивают свое развитие в весенний период, распространены в пустыне и полупустыне; - летние – полевички, овсюг, гречиха птичья, клевер пашенный, распространены в полупустыне, степной, лесостепной и лесной зонах Мхи – широко распространены в тундре и лесотундре, в лесах и на болотах лесной зоны. Скотом не поедаются, но используются в качестве подстилки. Лишайники – распространены в тундре и лесотундре, в пустыне и полупустыне. Лишайники – споровые растения, это грибы и водоросли, вступившие в симбиотические взаимоотношения. По характеру побегообразования и корневых систем 1 Корневищные травы: имеют подземные побеги, которые залегают на глубину 5-20 см. (пырей ползучий, кострец безостый, лисохвост луговой, и др. 2. Рыхлокустовые травы - боковые побеги из узлов кущения, расположенных у поверхности почвы, отходят под острым углом к главному побегу, имеют одно короткое междоузлие и образуют рыхлый куст (тимофеевка луговая, ежа сборная, райграс высокий) 3. Плотнокустовые травы – узлы кущения располагаются близко к поверхности, иногда над поверхностью почвы. Боковые побеги соединяются с осевыми с помощью коротких междоузлий и образуют плотный куст, растут на уплотненных почвах и образуют плотную дернину (щучка дернистая, белоус, осока дернистая, овсяница овечья и пестрая) 4. Корневищно-рыхлокустовые травы имеют многочисленные короткие корневища, дающие начало новым побегам, которые кустятся по типу рыхлокустовых. Образуют упругий и крепкий на разрыв дерн (мятлик луговой, овсяница красная, лисохвост луговой) 5. Стержнекорневые травы имеют вертикальный толстый главный корень, от которого отходят ветвящиеся боковые корни. Корни проникают в почву на 2 м и более, размножаются в основном семенами (клевер луговой и гибридный, люцерна посевная, эспарцет, донники, козлятник, лядвенец рогатый и др.) 6. Кистекорневые травы имеют укороченные корневища и многочисленные ветвящиеся корни, напоминающие мочковатые корни злаков, но более толстые (щавель кислые, подорожник большой, лютик едкий) 7. Корнеотпрысковые травы имеют вертикальный короткий корень, от которого на глубине 5-30 см отходят горизонтальные корни с почками возобновления, а из них развиваются надземные побеги, образующие много новых растений (горчак, бодяк щетинистый, осот желтый, вьюнок полевой) 8. Растения с укореняющимися ползучими стеблями имеют длинные ползучие стебли, которые прикрепляются к почве придаточными корнями, отходящими из узлов побегов (лапчатка гусиная, лютик ползучий, клевер ползучий) 9. Луковичные и клубнекорневые травы имеют подземные луковицы и клубни с большим запасом питательных веществ, из которых весной развиваются новые побеги (лилии, тюльпаны, лук; чистец болотный, клубнекамыш) По характеру расположения листьев 1. Верховые растения характеризуются преобладанием в кусте генеративных и удлиненных вегетативных побегов высотой 0,4-1 м и более (кострец безостый, тимофеевка луговая, пырей ползучий, клевер луговой и гибридный, люцерна посевная, эспарцет посевной, чина, вика, осока стройная, молочай лозный и др) 2. Низовые растения – в кусте преобладают вегетативные укороченные побеги высотой не более 50 см. Основная масса листьев сосредоточена у основания побегов, и при скашивании потери наиболее ценной части урожая достигают 30-35% (мятлик луговой, овсяница бороздчатая, , райграс пастбищный, клевер ползучий и земляничный, люцерна желтая, лапчатка гусиная, осока вздутая) 3. Полуверховые растения занимают промежуточное положение между двумя первыми типами, в кусте преобладают укороченные и удлиненные вегетативные побеги (лисохвост луговой, ежа сборная) 4. Приземно-облиственные растения имеют прикорневые листья, иногда собранные в виде розетки. Стеблевые листья мелкие или совсем отсутствуют-одуванчик, подорожник По длительности жизни 1. Однолетние растения заканчивают свой жизненный цикл в течении одного вегетационного периода ( костер кровельный, мортуки)2. Двулетние растения при благоприятных условиях заканчивают свой жизненный цикл образованием семян на второй год жизни (донник белый и желтый, клевер персидский)3. Малолетники достигают мах. развития на 2 год жизни (клевер луговой и гибридный, райграс высокий и пастбищный)4. Среднелетние травы развиваются медленно и максимальный урожай формируют на 2-3 годы жизни (тимофеевка луговая, лядвенец рогатый и болотный, овсяница луговая)5. Долголетние растения максимальный урожай дают на 3-4 год жизни (кострец безостый, мятлик луговой, лисохвост луговой.По особенностям развития в теч вегет периода или по скороспелости мн травы делят на 4 группы:1. Сверхранние - короткий вегетационный период, заканчивают цветение и плодоношение в апреле-мае (костер кровельный, мятлик луковичный)2. Ранние или скороспелые, цветут в конце весны, а плодоносят в начале лета (мятлик луговой, ежа сборная)3 Средние или среднеспелые цветут в начале и плодоносят в середине лета (кострец безостый, эспарцет посевной, тимофеевка луговая, клевер луговой)4. Поздние или позднеспелые цветут в середине а плодоносят в конце лета (пырей ползучий, полевица белая)По биологии развития делятся на: 1. Травы озимого типа (овсяница луговая, ежа сборная, лисохвост луговой, мятлик луговой) в первый год жизни при весеннем посеве не плодоносят. Укороченные побеги и розетки только после перезимовки превращаются в генеративные побеги. Характеризуются повышенной зимостойкостью. 2. К двуручкам относятся клевер луговой раннеспелый и гибридный, люцерна посевная, тимофеевка луговая эту группу относят растениями ярового типа. У двуручек вегетативные побеги переходят в генеративные. Многолетние двуручки, как и однолетние при осеннем посеве, развиваются по типу озимых растений, а при весеннем – по типу яровых с формированием семян в год посева.3. Полуозимые многолетние травы (кострец безостый, клевер луговой позднеспелый, пырей ползучий) занимают промежуточное положение по типу развития между озимыми и двуручками

Отавность растений - способность растений отрастать после скашивания и стравливания, а отрастающая трава – отавой. Отава формируется в результате отрастания вегетативных побегов, у которых сохранилась точка роста, а также образования новых побегов из почек зоны кущения и пазух листьев пенька, сохранившихся после скашивания или стравливанияЗлаковые и бобовые травы по отавности можно разделить на 3 группы: - травы с хорошей отавностью (мятлик луговой, овсяница красная, полевица белая, клевер ползучий); - со средне-выраженной отавностью (тимофеевка луговая, ежа сборная, овсяница луговая, клевер луговой); - со слабовыраженной отавностью (малоатавные) (пырей ползучий, райграс высокий, эспарцет посевной)Запасные пластические вещества В период вегетации мн. травы часть продуктов фотосинтеза расходуют на ростовые процессы, а часть откладывают в запас и используют их в период отрастания весной и после укосов или стравливания, в период интенсивного роста, а также зимой на дыхание и частично на ростовые процессы подземных органов. К запасным питательным веществам относятся углеводы, белки, жиры, и др. соединения. они откладываются в корнях, корневищах, луковицах, узлах кущения и в нижней части побегов