ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 17.07.2024
Просмотров: 84
Скачиваний: 0
-
Типы скрещиваний при гибридизации.
Скрещиваниябывают однократными и многократными. К однократным скрещиваниям относятся простые парные, реципрокные, множественные (поликроссы), топкроссы, диаллельные. К многократным – возвратные (беккроссы), конвергентные, ступенчатые, межгибридные.
Простые скрещивания (парные) — это однократные скрещивания между двумя родительскими формами. Можно выразить в виде формулы А х Б. Формообразовательный процесс в гибридных популяциях у простых скрещиваний идет на основе перераспределения наследственного материала, перенесенного в зиготу в равном количестве одной пары родительских форм. Поэтому простые скрещивания называются также парными.
Иногда их выполняют реципрокно, т. е. две родительские формы скрещивают в прямой (А х В) и обратной (В х А)комбинациях. Каждый из двух сортов бывает в одном случае - материнским, в другом – отцовским растением.
При
множественных
скрещиваниях опыление растения
осуществляется смесью пыльцы нескольких
отцовских форм. Схематически это выглядит
в виде формулы: А
х
(Б + В + Г + Д), где А – материнский сорт, а
остальные буквы – отцовские формы.
Топкроссы чаще всего применяют для определения общей и специфической комбинационной способности линий и сортов при селекции на гетерозис. Для этого их скрещивают со специальным сортом-анализатором (или гибридом), называемым тестером.
Диаллельные скрещивания предусматривают получение гибридов между всеми изучаемыми сортами или линиями. К ним обычно прибегают для определения специфической комбинационной способности при селекции на гетерозис.
Многократные (сложные скрещивания) – скрещивания, в которых используют более двух родительских форм или когда гибридное потомство повторно скрещивают с одной из них.
При использовании метода возвратных скрещиваний, или беккроссов, полученный гибрид повторно скрещивают с одной из родительских форм. В ряде поколений гибридное потомство последовательно насыщается ядерным наследственным материалом отцовской формы, цитоплазма у всех поколений гибридов остается материнская.. В данном случае первый сортАназывается рекуррентным родителем, а сорт В -донором. Такие возвратные скрещивания называют насыщающими.Можно выразить формулой: А х В = АВ х В = ВВА х В = ВВВА х В и т.д.
Метод конвергентных скрещиваний основан на применении параллельных возвратных скрещиваний разных сортов – доноров с одним и тем же рекуррентным родителем с целью передачи ему одновременно несколько ценных признаков. Объединение этих признаков в одном сорте осуществляется на завершающем этапе селекционного процесса путем скрещивания между собой полученных параллельно линий и перекомбинацией соответствующих генов.
Ступенчатая гибридизация очень широко применяется в современной селекции. Метод сложной ступенчатой гибридизации состоит в том, что полученные в результате скрещивания формы растений с рядом положительных признаков вновь скрещиваются с другими формами или сортами, имеющими другие положительные свойства, отсутствовавшие у ранее полученных форм: А х В = АВ х С = АБС х Dи т. д.
-
Задачи, решаемые методом отдаленной гибридизации.
Отдаленной гибридизацией называется скрещивание между организмами, относящихся к разным видам и родам.
В соответствии с этим, отдаленная гибридизация делится на межвидовуюи межродовую. Пример межвидовой гибридизации – мягкая пшеница с твердой, овса посевного с византийским, картофеля культурного с диким; межродовой – пшеница с рожью, пшеница с пыреем, ячмень с элимусом, пшеница с эгилопсом.
Отдаленная гибридизация имеет более чем двухвековую историю. Первый отдаленный гибрид между двумя видами табака был получен в 1760 году И.Кельрейтером.
В эволюционном процессе отдаленная гибридизация представляет исключительный интерес. При отдаленной гибридизации преследуется цель создания форм и сортов, сочетающих в себе признаки и свойства разных видов и родов.
На земном шаре насчитывается свыше 200 тысяч видов покрытосемянных растений, используется же человеком в культуре не более 250 видов. Среди диких сородичей культурных растений имеются виды, обладающие такими свойствами, которые слабо выражены или отсутствуют у современных сортов. Например, некоторые виды пырея хорошо растут на засоленных почвах, в то время как пшеницы не выносят засоления. Наибольший интерес представляет пырей сизый – хорошо зимует приминус 40 – 45% и полном отсутствии снега, устойчив к грибным болезням, многоцветковый, озерненность от 1 до 5000 зерен на одно растение и т.д. Этот ближний дикий родич пшеницы широко распространен на земном шаре из – за высокой приспособляемости.
Современные сорта свеклы поражаются вирусной желтухой. Все дикие виды устойчивы к этому виду заболевания и используются при гибридизации. Картофель не устойчив к раку, фитофторе, нематодам, колорадским жукам. Дикие виды картофеля вовлекаются в скрещивания по этим признакам.
При отдаленной гибридизации идет сложный формообразовательный процесс. В результате перекомбинации генов появляются формы с такими признаками и свойствами, получение которых невозможно при внутривидовой гибридизации. Исключительно велико значение отдаленной гибридизации в создании сортов, устойчивых к болезням.
-
Использование экспериментального мутагенеза в селекции растений.
Мутация– стойкое изменение в генах и хромосомах, в результате которого организм приобретает новые свойства и качества.
Существует более общее определение – изменение наследственности какого-либо признака или свойства называется мутацией.
Мутации, возникающие без вмешательства человека, называются естественными.
Наземную биосферу постоянно действуют ионизирующие излучения в виде космических лучей и находящихся в земной коре радиактивных элементов урана, тория, радиактивных изотопов 40К - калия, 90Se - стронция, 14C углерода, а также различные химические вещества. Под их воздействием у животных и растений спонтанно, т. е. без видимых конкретных причин, постоянно происходят мутации.
В естественных условиях мутации возникают сравнительно редко, у дрозофилы частота 1:100 000 гамет. У человека многие гены мутируют с частотой 1:200 000. Мутации – единственно первичный источник новых наследственных изменений.
Учёным удалось найти пути повышения частоты мутационных изменений в сотни раз. В настоящее время метод получения жизнеспособных полезных мутаций становится всё более важным в селекции. В основе его воздействия на организмы различными физическими и химическими факторами.
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.
В селекции с помощью индуцированного мутагенеза можно решать различные задачи. Следует назвать три главных направления использования мутагенов:
В зависимости от характера изменения наследственных структур мутации делятся на два типа: генные или точковые и хромосомные перестройки. Генные мутации обусловлены изменениями молекулярной структуры мутировавшего гена, хромосомные перестройки характеризуются разрывами и различными последующими структурными перестройками хромосом. Селекционеры больше заинтересованы в точковых мутациях, т.к. хромосомные перестройки обычно приводят к отрицательным последствиям.
Мутации можно вызвать искусственно с помощью разнообразных факторов рентгеновского и γ-излучения, α и β-частиц, искусственных ультрафиолетовых лучей, низких и высоких температур, химических веществ.
-
Применение полиплоидии в селекции.
Наследственная изменчивость, связанная с кратным основному числу увеличением хромосом называют полиплоидией (от греческогоpoly – много и ploos – складывать).
Среди полиплоидов различают автополиплоиды (от греч.Autos- сам и полиплоидия, аллополиплоиды(allos - другой и полиплоидия) и анеуплоиды (от греч. а - отрицательная частица, eu- настоящий и полиплоидия) (рис. ).
Автополиплоидыобразуются при увеличении числа хромосом за счет одного генома, т. е. без предварительной отдаленной гибридизации, (например, АА + АА = АААА). Гаплоидный набор хромосом может быть четным и нечетным. При увеличении гаплоидного набора хромосом в 4 раза (или удвоения диплоидного набора) получаются тетраплоиды, при увеличении в 6 раз – гексаплоиды, в 8 раз – октаплоиды. Если гаплоидное число увеличивается в 3 раза, образуются триплоиды.
Аллополиплоидывозникают при кратном увеличении числа хромосом у форм, содержащих разные геномы (при отдаленной гибридизации) (например, А + В = АВ, затем удвоение числа хромосом ААВВ). Если объединены хромосомные наборы двух видов или родов, то возникший в результате удвоения числа хромосом полиплоид называют амфидиплоидом.
Наибольшие практические успехи достигнуты в селекции автополиплоидов сахарной свеклы, где в триплоидах используются эффекты полиплоидии и гетерозиса. Метод основан на получении тетраплоидных форм этой культуры и скрещивании их с обычными диплоидными сортами.
Получаемые полиплоидные формы не являются готовыми сортами, а используются как исходный материал в селекции.
При индуцированииполиплоидов у разных видов достигают разного успеха, но лучшие результаты получены:
-
у растений с меньшим, а не большим числом хромосом;
-
у перекрестноопыляющихся растений;
-
у растений, возделываемых для использования их вегетативных органов (корнеплоды, кормовые растения и т.д.) в сравнении с видами, главную ценность которых представляют семена.
-
Использование гетерозиса в сельскохозяйственной практике.
Увеличение мощности, жизнеспособности и продуктивности гибридов первого поколения по сравнению с родительскими формами называется гетерозисом.
Повышенная урожайность гетерозисных гибридов – самое главное их преимущество. Прибавка урожая у гетерозисных гибридов первого поколения в среднем по всем сельскохозяйственным культурам составляет 15-30 %: кукуруза – 20-30, подсолнечник (сбор масла) – 25, сорго (зелёная масса) – 200, зерно – 20-25, табак – 30-40. гетерозисные гибриды у томата начинают плодоносить на 10-12 суток раньше и превышают по урожайности исходные родительские сорта на 45-50 %.