Тема 3 Создание исходного материала методом гибридизации – 2 ч

1 Понятие о гибридизации

2 Внутривидовая гибридизация.

2.1 Подбор родительских форм для скрещивания

2.2 Типы скрещиваний

3 Отдаленная гибридизация

4 Способы получения жизнеспособных отдаленных гибридов

1. Понятие о гибридизации

Гибридизация - это скрещивание между собой двух или большего числа разных родительских форм. В результате ее получается новые организмы - гибриды.

Гибриды - организмы, которые получаются в результате искусственного или естественного скрещивания и объединяющие свойства и признаки разных особей.

Гибридизация делится на:

- внутривидовую - если скрещивающиеся особи принадлежат к одному виду;

- межвидовую и межродовую - если скрещивающиеся особи принадлежат к разным видам или родам.

Гибридизация делится также на:

- искусственную;

- естественную (спонтанную). Она широко распространена в природе. Происходит не только между особями одного сорта, разновидности или вида, но и между растениями различных видов и родов. Так, при близком произрастании может происходить во время цветения скрещивание разных сортов мягкой яровой пшеницы, яровой пшеницы с озимой, кормовой свеклы с сахарной (из-за этого вырождение сорта), тыквы с кабачками и цукиниями (вырождение сорта) и т.д.

Гибридизация – это не простое арифметическое суммирование признаков и свойств растений. Основой формообразования при использовании метода гибридизации являются перекомбинация генов и трансгрессии. Родительские организмы передают своему потомству не признаки, а гены, на основе которых в каждом поколении гибридов признаки, контролируемые этими генами, развиваются вновь.

Например, При скрещивании двух сортов пшеницы, имеющих среднюю длину колоса, в гибридном потомстве часто обнаруживаются растения с большей или меньшей его длиной. Это новообразование связано с трансгрессией, т.е. суммирующим действием полимерных генов, определяющих длину колоса. При трансгрессии происходит объединение в гибриде генотипов, дополняющих друг друга ( рис. 2 и 3).

Трансгрессии возникают в тех случаях, когда одна или обе родительские формы, имея одновременно и доминантные и рецессивные аллели, контролирующие развитие какого-либо количественного (полигенного) признака, не обладают крайней степенью его выражения. В такой генетической системе при расщеплении могут появляться гибриды с крайними фенотипическими выражениями определенных признаков.

Внутривидовая гибридизация - это основой метод создания исходного материала, ее формообразовательные возможности очень велики.

2 Внутривидовая гибридизация

2.1 Подбор родительских форм для скрещивания

Правильный подбор родительских пар для скрещивания – один из самых сложных вопросов практической селекции. Трудность его заключается в том, что любой признак или свойство родительских организмов не передается прямо непосредственно их потомству. Гибридизация представляет собой сложный процесс образования новых форм, основанный на развитии генотипа в постоянно меняющихся условиях внешней среды. В гибридном организме признаки и свойства, полученные от родителей, образуя различные сочетания, развиваются в каждом поколении заново. Поэтому необходимо знать, как наследуются те или иные признаки и свойства при определенных условиях развития растений.

Принципы подбора родительских форм для скрещивания:

1) эколого-географический. Сущность метода - чтобы разобщенные между географически и экологически отдаленными сортами и формами признаки и свойства объединить в одном новом сорте в нужном их сочетании. Первым селекционером, который использовал в селекции растений такой принцип подбора родительских пар, был И.В.Мичурин. Большая заслуга в изучении и разработке этого принципа принадлежит Н.И. Вавилову. Он считал, что при скрещивании сортов различного экологического происхождения можно выявлять ценные, редко встречающиеся сочетания признаков.

Успех применения в селекции эколого-географического принципа гибридизации зависит от ряда условий. Главные из них: большое количество различных экотипов, имеющихся в распоряжении селекционера, обоснованный подбор родительских пар, значительные масштабы скрещиваний и правильная методика индивидуальных отборов из гибридных комбинаций.

2) по элементам структуры урожая. Наследование большинства количественных признаков представляет собой сложный процесс, но в итоге он представляет произведение двух величин:

среднее числе растений на единицу площади х среднюю урожайность одного растения (=последнюю величину принято называть продуктивностью растений).

Например, у зерновых культур она определяется средними показателями числа продуктивных стеблей, числа зерен с одного стебля (метелки) и массы 1 000 зерен.

У разных сортов элементы, слагающие продуктивность растений, могут в той или иной степени различаться, иногда существенно. Известно, что одни сорта кустятся сильнее других, они также могут отличаться по степени озерненности и крупности зерна. Установлено, что эти признаки вследствие дискретной природы наследственности могут комбинироваться независимо друг от друга и, следовательно, не исключена возможность наилучшего их сочетания в одном гибридном растении.

3) по продолжительности отдельных фаз вегетации. Создание сортов, сочетающих урожайность со скороспелостью - очень трудная задача, так как чем продолжительнее вегетационный период, тем больше растения накапливают органического вещества. Разорвать эту физиологическую связь очень сложно. При решении подобной задачи исходят из того, что продолжительность вегетационного периода – генетически сложный признак.

Для его характеристики суммируют продолжительности отдельных фаз вегетации. Этот метод подбора пар применяется в селекции некоторых культур.

4) на основе различий в устойчивости к болезням. При селекции на устойчивость к заболеваниям следует учитывать, что одно и то же заболевание вызывается несколькими расами патогенов. Например, насчитывается 12 рас фитофторы картофеля, более 200 рас листовой ржавчины и почти 20 рас пыльной головни пшеницы. При этом сорт может быть устойчивым к одним расам болезни и поражаться другими ее расами.

5) по результатам диаллельных скрещиваний и т.д. Сущность его состоит в том, что несколько самых лучших, специально подобранных сортов предварительно скрещивают во всех возможных сочетаниях между собой. Используя компьютерную обработку, определяют коэффициенты наследуемости, генотипическую изменчивость и составляющие его вариансы, число генов, контролирующих каждый из изучаемых признаков и возникающие трансгрессии. Полученные во всех скрещиваниях данные по F₁ и F₂ сравнивают между собой и выявляют лучшие комбинации.

Выполнение программы ДИАС (диаллельные скрещивания) предполагает проведение большого объема скрещиваний, создание выравненных фонов и одинаковых условий выращивания растений во всех питомниках.