Тема 7. Индуцированный мутагенез и другие методы в селекции растений.

В селекции растений используются мутагенез, селекция на гетерозис, методы генной и хромосомной инженерии и биотехнологии.

1. Мутагенез в селекции растений

Понятие мутанта, мутагенеза, мутагенов.

В природе встречаются у многих культур спонтанные мутации, которые используются как источник некоторых признаков, например, мутант пшеницы Norin

является источником короткостебельности. Для получения искусственных мутантов используют различные мутагены. Выделяют 2 группы: физические и химические мутагены. Химические мутагены легче использовать и эффективность их действия выше в 2 раза.

Мутагенез используют в селекции мелкоцветковых культур, плодовых и других. Сорта, выведенные методом мутагенеза: Киянка, Дебют, Ноктюрн и др. Получено 170 разновидностей ячменя, имеющихся в природе.

2. Селекция на гетерозис.

Понятие эффекта гетерозиса – превосходство гибридов первого поколения над родительскими формами на 30-50%, проявляется по ряду показателей: урожайность, скороспелость, жизнеспособность. Особенности: проявляется в первом поколении (F₁), потом затухает. В связи с этим ежегодно производятся семена. Получение гетерозисных проходит в 4 этапа: первый – подбор исходного материала для получения инбредных линий (самоопыленных); второй – создание инбредных линий ( инбридинг не проявляется у тыквенных); третий – подбор из них пар для получения наибольшего гетерозиса (используют диаллельные скрещивания, сорт-анализатор) и четвертый этап – получение гибридных семян. Наиболее полно разработан для кукурузы, многих овощных (тыквенные, капустные, пасленовые). Недостаточно разработан для зерновых, что связано с вопросами обнаружения форм с ЦМС и форм восстановителей фертильности.

3. Генная инженерия и методы биотехнологии.

Генная инженерия – манипуляции ( перенос, замена ), осуществляемые на уровне отдельных генов или их фрагментов. Сорта создаются на основе генетической рекомбинации с использованием генетических карт хромосом, включением в отдельные хромосомы ценных генов путем транслокации. Используется для решения эффективности фотосинтеза; повышения эффекта азотфиксации и расширения круга культурных растений, способных к азотфиксации; улучшения качества запасных белков и повышения устойчивости к стрессовым факторам и патогенным микроорганизмам. В итоге получают геномодифицированные растения. Проблема – нахождение вектора для переноса генов.

В селекции, а также в семеноводстве для получения безвирусного посадочного материала используют метод культуры клеток, тканей и органов. На уровне протопластов проводят скрещивания.

Вопросы для самоконтроля:

1. Каково значение естественных и индуцированных мутаций в селекции?

2. Методы индуцирования мутаций.

3. Что такое гетерозис и какие факторы его обуславливают?

4. Как создают исходный материал для получения гетерозисных гибридов?

5. Что дает использование в селекции метода культуры тканей и клеток?

6. Каковы перспективы применения генной инженерии в селекции?

Тема 9. Оценка селекционного материала.

Селекционный материал – это все номера и сорта, отбираемые в процессе селекционной работы, который оценивается по комплексу показателей.

Методы оценки – полевые, лабораторные и лабораторно-полевые. Оценивают материал по двум видам признаков: прямым и косвенным. Оценка на провокационном фоне. Оценка по отдельным признакам.

9.1. Оценка селекционного материала.

Понятие оценки селекционного материала – учет хозяйственных и биологических признаков и свойств, характеризующих хозяйственную ценность селекционных номеров. По комплексу признаков их сравнивают между собой и со стандартами и выбирают наиболее ценные в хозяйственном отношении.

На основании оценки подбирается исходный материал для скрещиваний, полиплоидии и т.д. или элитные растения в семеноводстве. Оценка селекционных номеров проводится на всех этапах селекционного процесса.

Методы оценки подразделяют на три группы: полевые, лабораторные, лабораторно-полевые. Испытания проводят в обычных условиях и на провокационных фонах. Оценку дают непосредственно по изучаемым показателям ( прямая оценка ) или по косвенным признакам ( косвенная оценка ).

Например, засухоустойчивость растений связана с мощностью развития корневой системы, с анатомическим строением листьев и других органов. Выявляют корреляционные связи между признаками.

9.2. оценка по отдельным признакам.

- Оценка продолжительности вегетационного периода.

- Оценка выживаемости (биологической устойчивости ) растений.

- Фитопатологическая оценка.

- Энтомологическая оценка.

- Оценка засухоустойчивости и зимостойкости.

- Оценка продуктивности и урожайности.

- Оценка качества продукции.

- Оценка пригодности к механизированному возделыванию.

Вопросы для самоконтроля:

1. Как классифицируют методы оценки селекционного материала?

2. Что означает оценка на «провокационном фоне»?

3. Понятие стандарта и оценки селекционного материала.

4. Как определить продуктивность растений и урожайность сорта?

Модуль 2 «Семеноводство»