29. Культура тритикале. Создание и использование.

Ученым неоднократно удавалось ресинтезировать некоторые виды культ раст. Так были созданы невстречающиеся в природе ржано-пшеничные амфидиплоиды, получившие название тритикале ( результат прямого и обратного скрещивания ржи и пш)

Tr.durum x s.sereale

AABB RR

↓

F₁: ABR

↓

AABBRR

42

При этом используется колхицин, препарат ктр не препятствует синтезу хр. , удваивает их число при воздействии на точку роста. Первоночально был создан 56 хр-й амфидиплоид ААВВDDRR. Позднее было показано, что 42 хр-ые формы тритикале ААВВRR имеют приемущества перед первым, в особенности по плодовитости и зернообразованию . Тритикале – это к-ра имеющая высокое сод белка, достаточно устойчив к болезням и вредителям. Недостатки: зерно щуплое, по урожайности не превосходит др. сорта ржи и пш.

30. Значение и особенности полиплоидных растений. Типы полиплоидов.

Полиплоидия – изменчивость, связанная с кратным увеличением основного набора хр., характерного для данного рода. Доля полиплоидн. форм, в ядре ктрх содержится больше 2-х наборов хр. , составляет более 1\3. обычно более ценны формы с большим числом хр. Полипоиды имеют более прочное, крупное строение, продуктивны. Нпр полиплоидн к-ры: картофель (2n=48), хлопчатник (2n=52), табак(2n=48). Полиплоиды подраздел-ся на 2 осн. типа: аутоплоиды и аллоплоиды. У 1-х увеличение числа наборов хр. происходит за счет 1-го и того же генома (АА+АА →АААА), у 2-х – путем суммирования геномов разных видов(А+В=АВ затем удвоение хр. =ААВВ). Морфологически аутоплоид сходен с род. формой, тогда как аллоплоид занимает промежуточное положение м\у род. видами и похож на гибрид м\у ними. Аутоплоид просходит от фертильного материнского раст, аллоплоид – от стерильного гибрида F₁. Плодовитость исскуственно полученных полиплоидов ниже чем у диплоидов. В этом наблюдаются существенные различия м\у аутоплоидами и аллоплоидами. Наиболее сильно фертильность снижается у аутопл. , что связано с нарушениями процессами мейоза. Это затрудняет их практическое использование особенно, возделываемых для пр-ва семян. У аллоплоидов хр-мы каждого типа представлены парами. П-му мейоз у них протекает восновном нормально и плодовитость снижена меньше, чем у аутоплоидов. Значение аутоплоидов: увеличение размеров отдельных органов и раст в целом, повышение их подукт-ти, сод-ия некотрх полезн. в-в устойчивых к полеганию.

31. Получение и использование аутополиплоидов (автополиплоидов) в селекции. Триплоиды сахарной свеклы и другие.

Аутополиплоиды – возникают в результате кратного увеличения хр.

1-го и того же вида, нпр АА=АААА сходны с род. формами. Эти изменения, кртрые происх-т в кл бывают полезными и не желательными. Полезные –повышение продуктив-ти, содержания некоторых в-в, устойчивости к полеганию. Нежелательные – снижение плодовитости. Использование: 1. Селекция вегетативно размножающихся к-р. В этом случае селекция перспективна, т.к. стерильность оказывается выгодной, так же большую ценность предстовляют полиплоидные сорта деко ративных цветочных раст – нарцисс , тюльпан и др.

2. Селекция к-р, ктрые размножаются семенами, но испся вегетат. части. Во многих странах используют тетроплоидные сорта турнепса свеклы редиса укропа идр. Был создан триплоидный гибрид сах. свеклы. Для него хар-но большее содержание сахара. Для получения скрещ. диплоидные и тетроплоидные формы. При этом уборку семян проводят по 2-м схемам: 1. Оновременно со всего участка без разделения родит форм ; 2. Раздельно с каждой из род. форм. При этом получается больше триплоидных семян у триплоидов выход сахара на 15-20 % больше и они обладают устойчивостью к церкоспорозу. В наше время стали использовать триплоидные гибриды с использованием цмс.

3. Сел. к-р которые размножаются семенами и исп-ся семена. Исп-ие аутоплоидов в этом имеет трудности, т.к. плодовитость снижена. Однако путем переопыления разных линий, их пересева и отбора можно повысить фиртильност тетроплоидов и увеличить их урожайност. Аутоплоиды получают путем удвоения числа хр в митозе или мейозе. Делают это с помощю колхицина препората который удваивает число хр. при воздействии на точку роста.

2n= 48 (4x)

→ 48 (4x)

2n= 24(2x)

32. Получение и использование аллополиплоидов в селекции

Аллоплоиды возникают путем соединения в 1 геноме хр наборов разных видов(АА*ВВ=АВ), последующим удвоением числа хромосом (АВ=ААВВ) или их скрещиванием (АААА* ВВВВ = ААВВ) . Аллоплоид занимает промежуточное место м\у род формами и похож на гибрид м\ у ними. Растения, которые размножаются в естественных условиях семенами – это в основном аллоплоиды. К ним относятся формы пш овса табака, брюквы, рапса и др Нпр скрещ-ли алычу с терном и получили домашнюю сливу. Так же был создан тритикале. В настоящее время получено много таких гибридов. Их в основном используют для интрогрессии генетического материала, в качестве пром. звена для передачи отдельных желательных с-в от диких видов к-р (АА*ВВ=АВ=ААВВ) У аллоплоидов мейоз протекает нормально, плодовитость снижается меньше, чем у аутопл-в, т.е. это не затрудняет их практич-ое значение.

33. Гаплоидия в селекции растений. Методы биотехнологии в работе с гаплоидами

Явление гаплоидии (моноплоидии) в последнее время привле­кает все большее внимание селекционеров. Использование гаплоид-лых растений позволяет решать целый ряд как теоретических, так и практических вопросов. Гаплоидия у высших растений помогает ж изучении их генетики и эволюции. Она может быть использова­на для определения геномного состава видов и уточнения их так­сономического положения, для изучения влияния дозы геномов в -полиплоидных рядах, для выяснения происхождения и генетиче­ских причин апомиксиса и для решения других вопросов. На этом .явлении основаны методы получения из гаплоидов гомозиготных диплоидных линий, а также наиболее удачных рекомбинаций генов при комбинационной селекции. Впервые на перспективность при­менения гаплоидов для решения селекционных задач указал в 1929 г. Г. Д. Карпеченко.

Эффективность комбинаци­онной селекции возрастет в десятки и сотни раз при разработке способа массового получения гаплоидов для последующего пере вода их на диплоидный уровень. Кроме того, на гаплоидном уровне может быть более эффективно проведена селекция на устой­чивость к заболеваниям и решены другие задачи. Таким образом, это направление исследований имеет важное теоретическое и прак­тическое значение, составляя генетический фундамент для решения, сложных селекционных задач.

Путем удвоения числа хромосом у гаплоидов можно сразу по­лучить гомозиготные линии, на создание которых при селекции на гетерозис у перекрестноопыляющихся культур приходится затрачивать до 7—10 лет. На такую возможность получения гомозигот­ных линий указали еще тридцать лет назад М. С. Навашин № Г. Д. Карпеченко. Но разработка методики и практическое ее ис­пользование для ускоренного выведения гомозиготных диплоидных линий были осуществлены лишь в 1949 г. Чейзом. Предложенные им принципы и полученные тестеры кукурузы все шире используют в селекции этой культуры.

Чейз установил, что при проведении скрещиваний можно в среднем выделить один гаплоид из 1000 проверенных се­янцев. Затем остается удвоить число хромосом в клетках этих се­янцев, чтобы получить плодовитые диплоидные гомозиготные рас­тения.

Их размножают и включают в скрещивания для определения комбинационной способности.

-Для экспериментального получения гаплоидных растений могут быть использованы также другие методы, в том числе близнецовый метод, температурные воздействия, ионизирующая радиация и уль­трафиолетовое облучение, обработка химическими мутагенами, метод культуры ткани с целью выращивания растений из пыльце­вых зерен и др.

34. Мутационная изменчивость. Значение естественных мутантов в селекции.

Под мутацией подразумевают стойкое изменение в генах и хромосомах, в результате которого организм приобретает новое качество. Изменения могут затрагивать любой признак или свойст­во. Встречаются все переходы от резких изменений до ничтожных отклонений в физиологии, которые обычно даже трудно обнаружить.

Мутанты часто представляют большую селекционную ценность так как у них могут возникнуть новые, ранее не известные полез­ные признаки. Кроме того, с помощью мутагенеза можно обойти технические трудности, появляющиеся при скрещивании мелко­цветковых культур, таких, как просо и др.

Мутации, возникающие без вмешательства человека, называют естественными. До начала сознательного применения метода гибридизации они служили основным источником улучшения различных сельскохозяйственных культур. Многие известные сор­та картофеля произошли вследствие естественных соматических мутаций.

Отдельные естественные мутации сыграли выдающуюся роль в создании ценных современных сортов и гибридов растений. Так, возникшие в результате естественного мутагенеза гены карликово­сти японского сорта озимой пшеницы Норин 10 переданы десят­кам короткостебельных сортов интенсивного типа

Несмотря на большую практическую ценность отдельных есте­ственных мутаций, селекционеры в наши дни не могут делать на них основную ставку. Вследствие низкой частоты естественного мутирования и трудностей обнаружения измененных форм этот метод не может быть основой современной плановой селекцион­ной работы, хотя изунение данного процесса, несомненно, важно в теоретическом отношении.

35.

36. Методы индуцирования мутаций.

Мутации можно вызвать искусственно с помощью разнообраз­ных факторов: рентгеновского и гамма-излучения, α- и β-частиц, испускаемых радиоактивными элементами, нейтронов, ультрафио­летовых лучей, низких и высоких температур, химических веществ.

Одними из первых использовали ионизирующие излучения в селекции зерновых культур отечественные ученые А. А. Сапегин и Л. Н. Делоне. Они поставили первые опыты в 1928—1930 гг. и показали, что искусственные мутанты могут быть хорошим исход­ным материалом в селекции. Ими были получены формы с ценны­ми признаками: неполегающие, устойчивые к отдельным заболева­ниям, более урожайные, с крупным зерном, с лучшими мукомоль­ными свойствами, засухоустойчивые.

С использованием атомной энергии начался новый этап разви­тия радиационной селекции.

Разработано много приемов индуцирования мутаций. В основе их.лежит воздействие на организмы различными физическими и химическими факторами. Из них селекционеры используют глав­ным образом ионизирующие излучения различного типа и некото­рые химические вещества.

Большинство индуцированных мутаций, так же как и естественных, вредны или бесполезны для организма, а полезные возникают довольно редко: обычно из каждой сотни — одна или две. Но это уже много. Ценные мутантные формы могут быть вы­делены и размножены.

В результате применения мутагенных факторов возникают раз­нообразные типы полезных изменений. Среди мутан­тов довольно часто можно выделить растения с повышенной прочностью стебля. Эта мутация была обнаружена при работе с ячменем, пшеницей, овсом, рисом. В настоящее время при улучшении агротехники и увеличении доз вносимых минеральных удобрений и особенно при орошении требования к прочности соло­мины у зерновых культур постоянно возрастают.