Презентация "основы селекции растений". Селекция растений
Соглашение
Правила регистрации пользователей на сайте "ЗНАК КАЧЕСТВА":
Запрещается регистрация пользователей с никами подобными: 111111, 123456, йцукенб, lox и.т.п;
Запрещается повторно регистрироваться на сайте (создавать дубль-аккаунты);
Запрещается использовать чужие данные;
Запрещается использовать чужие e-mail адреса;
Правила поведения на сайте, форуме и в комментариях:
1.2. Публикация в анкете личных данных других пользователей.
1.3. Любые деструктивные действия по отношению к данному ресурсу (деструктивные скрипты, подбор паролей, нарушение системы безопасности и т.д.).
1.4. Использование в качестве никнейма нецензурных слов и выражений; выражений, нарушающие законы Российской Федерации, нормы этики и морали; слов и фраз, похожих на никнеймы администрации и модераторов.
4. Нарушения 2-й категории: Наказываются полным запретом на отправления любых видов сообщений сроком до 7 суток. 4.1.Размещение информации, подпадающей под действие Уголовного Кодекса РФ, Административного Кодекса РФ и противоречащей Конституции РФ.
4.2. Пропаганда в любой форме экстремизма, насилия, жестокости, фашизма, нацизма, терроризма, расизма; разжигание межнациональной, межрелигиозной и социальной розни.
4.3. Некорректное обсуждение работы и оскорбления в адрес авторов текстов и заметок, опубликованных на страницах "ЗНАК КАЧЕСТВА".
4.4. Угрозы в адрес участников форума.
4.5. Размещение заведомо ложной информации, клеветы и прочих сведений, порочащих честь и достоинство как пользователей, так и других людей.
4.6. Порнография в аватарах, сообщениях и цитатах, а также ссылки на порнографические изображения и ресурсы.
4.7. Открытое обсуждение действий администрации и модераторов.
4.8. Публичное обсуждение и оценка действующих правил в любой форме.
5.1. Мат и ненормативная лексика.
5.2. Провокации (личные выпады, личная дискредитация, формирование негативной эмоциональной реакции) и травля участников обсуждений (систематическое использование провокаций по отношению к одному или нескольким участникам).
5.3. Провоцирование пользователей на конфликт друг с другом.
5.4. Грубость и хамство по отношению к собеседникам.
5.5. Переход на личности и выяснение личных отношений на ветках форума.
5.6. Флуд (идентичные или бессодержательные сообщения).
5.7. Преднамеренное неправильное написание псевдонимов и имен других пользователей в оскорбительной форме.
5.8. Редактирование цитируемых сообщений, искажающее их смысл.
5.9. Публикация личной переписки без явно выраженного согласия собеседника.
5.11. Деструктивный троллинг - целенаправленное превращение обсуждения в перепалку.
6.1. Оверквотинг (избыточное цитирование) сообщений.
6.2. Использование шрифта красного цвета, предназначенного для корректировок и замечаний модераторов.
6.3. Продолжение обсуждения тем, закрытых модератором или администратором.
6.4. Создание тем, не несущих смыслового наполнения или являющихся провокационными по содержанию.
6.5. Создание заголовка темы или сообщения целиком или частично заглавными буквами или на иностранном языке. Исключение делается для заголовков постоянных тем и тем, открытых модераторами.
6.6. Создание подписи шрифтом большим, чем шрифт поста, и использование в подписи больше одного цвета палитры.
7. Санкции, применяемые к нарушителям Правил Форума
7.1. Временный или постоянный запрет на доступ к Форуму.
7.4. Удаление учетной записи.
7.5. Блокировка IP.
8. Примечания
8.1.Применение санкций модераторами и администрацией может производиться без объяснения причин.
8.2. В данные правила могут быть внесены изменения, о чем будет сообщено всем участникам сайта.
8.3. Пользователям запрещается использовать клонов в период времени, когда заблокирован основной ник. В данном случае клон блокируется бессрочно, а основной ник получит дополнительные сутки.
8.4 Сообщение, содержащее нецензурную лексику, может быть отредактировано модератором или администратором.
9. Администрация Администрация сайта "ЗНАК КАЧЕСТВА" оставляет за собой право удаления любых сообщений и тем без объяснения причин. Администрация сайта оставляет за собой право редактировать сообщения и профиль пользователя, если информация в них лишь частично нарушает правила форумов. Данные полномочия распространяются на модераторов и администраторов. Администрация сохраняет за собой право изменять или дополнять данные Правила по мере необходимости. Незнание правил не освобождает пользователя от ответственности за их нарушение. Администрация сайта не в состоянии проверять всю информацию, публикуемую пользователями. Все сообщения отображают лишь мнение автора и не могут быть использованы для оценки мнения всех участников форума в целом. Сообщения сотрудников сайта и модераторов являются выражением их личного мнения и могут не совпадать с мнением редакции и руководства сайта.
СГБОУ ПО
«Севастопольский медицинский колледж
имени Жени Дерюгиной»
Основы селекции растений
Смирнова З. М .
Основы селекции
Селекция – наука о выведении новых и совершенствовании существующих сортов культурных растений, пород домашних животных и штаммов микроорганизмов, соответствующих потребностям человека.
Сорт, порода и штамм – совокупность особей, искусственно созданная человеком.
Теоретической основой селекции является генетика.
Методы селекции
Основные (традиционные) методы селекции – гибридизация и отбор.
Современные генетико-селекционные методы:
- отдаленная и внутривидовая гибридизация,
- экспериментальный (индуцированный) мутагенез,
- полиплоидия,
- гетерозис,
- клеточная и генная инженерия (биотехнология) и т.д.
Селекционный процесс включает в себя поиск исходного материала и выделения образцов с наибольшей выраженностью признака.
Н. И. Вавилов (1887-1943) – выдающийся
советский генетик и селекционер
Академик Н. И. Вавилов указывал, что для успешной
работы по созданию сортов и пород следует изучать и учитывать исходное сортовое и видовое разнообразие растений и животных, их генетическое разнообразие.
Н. И. Вавилов, руководитель Всесоюзного Института Растениеводства, с 1920-го по 1940-ой участвовал в многочисленных экспедициях, направленных для изучение растительного мира в Средиземноморье, Средней Азии и др. Анализируя собранный материал, Н. И. Вавилов заметил,
что в некоторых районах наблюдается большое разнообразие сортов определенных видов культурных растений, а в других районах такого разнообразия нет.
Он предположил, что район наибольшего генетического разнообразия какого-либо вида культурного растения является центром его происхождения и одомашнивания.
Е в р а з и я
(по Н.И. Вавилову)
Северная
Америка
Африка
Южная
Америка
- Индонезийско-индокитайский
(южноазиатский)
2. Китайско-японский (восточноазиатский)
4. Средиземноморский
5. Африканский
6. Южноамериканский
7. Центральноамериканский
Центры происхождения культурных растений
(по Н.И. Вавилову)
- Индонезийско-индокитайский (южноазиатский) центр
Сахарный
тростник
Цитрусовые
Сахарная пальма
Центры происхождения культурных растений
(по Н.И. Вавилову)
2. Китайско-японский (восточноазиатский) центр
Редька
Просо
Центры происхождения культурных растений
(по Н. Вавилову)
3. Переднеазиатский (юго-западный)
центр
Пшеница
Рожь
Ячмень
Дыня
Чечевица
Центры происхождения культурных растени
(по Н. Вавилову)
4. Средиземноморский центр
Репа
Брюква
Центры происхождения культурных растений
(по Н. Вавилову)
5. Африканский (Абиссинский) центр
Кофейное дерево
Сорго
Твердые сорта пшеницы
Центры происхождения культурных растений
(по Н. Вавилову)
6. Южноамериканский (Андийский) центр
Арахис
Какао
Центры происхождения культурных растений
(по Н.И. Вавилову)
7. Центральноамериканский (Южная Мексика и часть стран Центральной Америки )
Длинноволокнистый хлопчатник
Центры происхождения культурных растений
(по Н. И. Вавилову).
Совпадают с древними очагами мирового земледелия
Название центра
Культурные растения растения
1. Индонезийско-индокитайский (южноазиатский)
2. Китайско-японский
Сахарная пальма, сахарный тростник, огурцы, баклажан.
(восточноазиатский)
Рис, просо, соя, шелковица, слива, вишня, чай.
3. Переднеазиатский (юго-западный)
4. Средиземноморский
Пшеница, рожь, ячмень, овес, чечевица.
Морковь, лен, миндаль, виноград.
Оливковое дерево, капуста, брюква, свекла.
5. Африканский
Бананы, арбуз, кофе, твердые сорта пшеницы.
6. Южноамериканский
Фасоль, томат, арахис, ананас, картофель, хинное дерево.
7.Центрально-американский
Кукуруза, фасоль, тыква, табак, какао, красный перец, длинноволокнистый хлопчатник
Закон гомологических рядов
наследственной изменчивости (закон Вавилова)
Большое значение для целенаправленного поиска исходных форм имеет установленный Н. И. Вавиловым закон гомологических рядов наследственной изменчивости.
Сущность закона сводится к тому, что виды и роды, генетически близкие, характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости с такой правильностью, что, зная ряд форм в пределах одного вида, можно предвидеть нахождение сходных изменений у родственных видов и родов.
Закон гомологических рядов
наследственной изменчивости
Закон гомологических рядов имеет большое практическое значение, т.к. позволяет предвидеть возможность получения путем селекции хозяйственно ценных качеств, отсутствующих у данного вида, но свойственных родственным видам или родам.
Так, например, Вавилов предсказал существование одной из форм ржи, которая впоследствии была обнаружена в центре происхождения этой культуры.
Колосья с остью или без, у пшеницы, ячменя и др.
Закон гомологических рядов
наследственной изменчивости
На примере семейства злаковых Н. И. Вавилов показал, что сходные мутации обнаруживаются у целого ряда видов этого семейства. Так, черная окраска семян встречается у ржи, пшеницы, ячменя, кукурузы и ряда других за исключением овса и пырея.
Пшеница
Просо
Ячмень
Селекция растений
Методы
Выбор исходного материала (желательно из центров происхождения)
Отбор
Гибридизация
Массовый
Индивидуальный
Инбридинг
(получение
чистых
линий)
Межлинейная гибридизация
(гетерозис)
Отдаленная гибридизация
(редька х капуста)
Методы селекции растений - отбор
Искусственный отбор – основа селекционного процесса.
Отбор может быть массовым и индивидуальным.
1. Массовый отбор представляет собой выделение ряда экземпляров по внешним признакам (по фенотипу) без проверки их генотипа. Отбор повторяют в нескольких поколениях, пока интересующий признак достигнет выраженности. Такой сорт генетически неоднороден, отбор время от времени повторяют.
Массовый отбор для перекрестноопыляемых растений (рожь, кукуруза, подсолнечник).
2. Индивидуальный отбор (по генотипу) оценивают потомство каждого отдельно взятого растения в ряду нескольких поколений.
для самоопыляемых растений (пшеницы, ячменя, гороха).
Инбридинг (получение чистых линий)
Инбридинг у растений – это принудительное самоопыление перекрестноопыляемых растений.
Проводят 6-7 лет –переводят гены в гомозиготное состояние (АА; аа).
Инбридинг приводит к «депрессии», поскольку рецессивные неблагоприятные гены переходят в гомозиготное состояние:
P Аа х Аа
F 1 АА 2Аа аа
Потомство одной самоопыляемой особи называется чистой линией (АА, аа).
Межлинейная гибридизация
В селекции растений часто применяют межлинейную гибридизацию – перекрестное опыление между разными самоопыляющимися линиями (т.е. чистыми линиями).
При этом возникает эффект гетерозиса, или гибридной мощи, т.е. гибриды F 1 по ряду признаков часто превосходят исходные родительские формы. Отмечается повышенная жизнеспособность F 1 .
Эффект гетерозиса объясняется переводом рецессивных генов в гетерозиготное состояние, в котором они не оказывают отрицательного влияния на жизнеспособность
организма.
Эффект гетерозиса в последующих поколениях
снижается при половом размножении и сохраняется
при вегетативном.
АА х аа
Полиплоидия и индуцированный мутагенез
Полиплоидия – кратное увеличение числа хромосом относительно гаплоидного набора. Полиплоиды отличаются повышенной продуктивностью. Многие культурные растения являются полиплоидами.
Для получения полиплоидов воздействуют на половые клетки растений мутагенами, разрушающими веретено деления (например колхицин) при этом образуются три- , тетраплоидные и т.д. формы
Полиплоидия и индуцированный мутагенез
Культурная кукуруза
Растение теосинте –
потомок дикого предка кукурузы
Полиплоидия и индуцированный мутагенез
Дикорастущий банан
3n стерильный культиген
Отдаленная гибридизация
Отдаленная гибридизация
Позволяет в одном организме совместить признаки разных родов и видов. Гибриды F 1 обычно бесплодны . Советский ученный Г. Карпеченко разработал способ преодоления бесплодия:
Фертильный аллополиплоид
Стерильный гибрид
Г. Д. Карпеченко
(1899 – 1941)
Капустно-редечный гибрид
18 + 18
9 + 9
2n = 18
2n = 18
- Удвоил число хромосом гибрида F 1 , т.е. гаметы растений были диплоидны
2n ( 18 ) х 2n ( 18 ) = 4n (36) – капустно-редечный гибрид, состоял из диплоидных наборов редьки и капусты;
- Это обеспечило нормальное протекание мейоза;
- Гаметы, которые при этом образовывались, несли по одному гаплоидному набору редьки и капусты (9 + 9 = 18)
- Зигота после оплодотворения вновь несла 36 хромосом (18редичных и 18 капустных)
Межвидовые гибриды
Таким способом были получен пшенично-ржаной гибриды (тритикале)
Тритикале (лат. Triticosecale, от Triticum – пшеница и Secale – рожь)
– амфидиплоид ржи и пшеницы. Создан в конце XIX века.
Межвидовые гибриды
При скрещивании тёрна (Prunus spinosa) (2n=32) с алычой (Prunus divaricata) (2n=16) было получено растение, идентичное сливе домашней. Это растение, как и слива домашняя, имело 2n=48 хромосом. Вероятно, дикая слива в ходе эволюции получилась именно таким путём.
Алыча
Терн
полиплоидия
слива
Отдаленная гибридизация
Первым в России методы отдаленной гибридизации применил И. В. Мичурин, который вывел этим способом более 100 новых сортов.
Метод ментора
Мичурин широко применял разработанный им метод ментора.
Для воспитания в гибридном сеянце желательных качеств сеянец прививается к растению, обладающему этими качествами. Дальнейшее развитие гибрида идет под влиянием веществ, вырабатываемых растением-воспитателем (ментором);
у гибрида усиливаются искомые качества.
И. В. Мичурин
Отдаленная гибридизация
В процессе работы И.В. Мичурин разработал целый ряд приемов для преодоления не скрещиваемости отдаленных форм. Во многих случаях Мичурин производил предварительное вегетативное сближение скрещиваемых растений, прививая сеянцы в крону взрослого дерева другого вида.
Бельфлер – китайка Получена от скрещивания китайской яблони (слева внизу) и Бельфлера желтого американского (слева вверху)
Отдаленная гибридизация
Груша Бере зимняя Мичурина
Получена от скрещивания Уссурийской дикой груши
(слева вверху) и груши Бере рояль
Результаты селекционной работы.
Сорта капусты
Савойская
Белокочанная
Краснокочанная
Кольраби
Капуста дикорастущая
Цветная
Пекинская
Брокколи
Брюссельская
Сорта яблок
Гала
Ройал
Гала Маст
Лобо
Чемпион
Лиголь
Альва
Голден Делишес
Глостер
Идаред
Деликатес
Йонагоред
Cлайд 1
Методы селекции растений Селекция растений - совокупность методов создания сортов и гибридов растений с нужными человеку свойствами, которые повышают урожайность и качество культур.Cлайд 2
Классическими методами селекции растений были и остаются гибридизация и отбор. Различают две основные формы искусственного отбора: массовый и индивидуальный.
Cлайд 3
Массовый отбор Массовый отбор применяют при селекции перекрестноопыляемых растений (рожь, кукуруза, подсолнечник). В этом случае сорт представляет собой популяцию, состоящую из гетерозиготных особей, и каждое семя обладает уникальным генотипом. С помощью массового отбора сохраняются и улучшаются сортовые качества, но результаты отбора неустойчивы в силу случайного перекрестного опыления.
Cлайд 4
Индивидуальный отбор Индивидуальный отбор применяют при селекции самоопыляемых растений (пшеница, ячмень, горох). В этом случае потомство сохраняет признаки родительской формы, является гомозиготным и называется чистой линией. Чистая линия - потомство одной гомозиготной самоопыленной особи. Так как постоянно происходят мутационные процессы, то абсолютно гомозиготных особей в природе практически не бывает. Мутации чаще всего рецессивны. Под контроль естественного и искусственного отбора они попадают только тогда, когда переходят в гомозиготное состояние.
Cлайд 5
Естественный отбор Этот вид отбора играет в селекции определяющую роль. На любое растение в течение его жизни действует комплекс факторов окружающей среды, и оно должно быть устойчивым к вредителям и болезням, приспособлено к определенному температурному и водному режиму.
Cлайд 6
Cлайд 7
Так называется близкородственное скрещивание. Инбридинг имеет место при самоопылении перекрестноопыляемых растений. Для инбридинга подбирают такие растения, гибриды которых дают максимальный эффект гетерозиса. Такие подобранные растения в течение ряда лет подвергаются принудительному самоопылению. В результате инбридинга многие рецессивные неблагоприятные гены переходят в гомозиготное состояние, что приводит к снижению жизнеспособности растений, к их «депрессии». Затем полученные линии скрещивают между собой, образуются гибридные семена, дающие гетерозисное поколение. Инбридинг (инцухт)
Cлайд 8
Гетерозис («гибридная сила») - явление, при котором гибриды по ряду признаков и свойств превосходят родительские формы. Гетерозис характерен для гибридов первого поколения, первое гибридное поколение дает прибавку урожая до 30%. В последующих поколениях его эффект ослабляется и исчезает. Эффект гетерозиса объясняется двумя основными гипотезами. Гипотеза доминирования предполагает, что эффект гетерозиса зависит от количества доминантных генов в гомозиготном или гетерозиготном состоянии. Чем больше в генотипе генов в доминантном состоянии, тем больше эффект гетерозиса. Гипотеза сверхдоминирования объясняет явление гетерозиса эффектом сверхдоминирования. Сверхдоминирование - вид взаимодействия аллельных генов, при котором гетерозиготы превосходят по своим характеристикам (по массе и продуктивности) соответствующие гомозиготы. Начиная со второго поколения гетерозис затухает, так как часть генов переходит в гомозиготное состояние. Р ♀AAbbCCdd × ♂aaBBccDD F1 AaBbCcDd Аа × Аа АА 2Аа аа
Cлайд 9
Перекрестное опыление самоопылителей дает возможность сочетать свойства различных сортов. Например, при селекции пшеницы поступают следующим образом. У цветков растения одного сорта удаляются пыльники, рядом в сосуде с водой ставится растение другого сорта, и растения двух сортов накрываются общим изолятором. В результате получают гибридные семена, сочетающие нужные селекционеру признаки разных сортов. Метод получения полиплоидов. Полиплоидные растения обладают большей массой вегетативных органов, имеют более крупные плоды и семена. Многие культуры представляют собой естественные полиплоиды: пшеница, картофель, выведены сорта полиплоидной гречихи, сахарной свеклы. Виды, у которых кратно умножен один и тот же геном, называются автополиплоидами. Классическим способом получения полиплоидов является обработка проростков колхицином. Это вещество блокирует образование микротрубочек веретена деления при митозе, в клетках удваивается набор хромосом, клетки становятся тетраплоидными.
Cлайд 10
Отдаленная гибридизация Отдаленная гибридизация - это скрещивание растений, относящихся к разным видам. Отдаленные гибриды обычно стерильны, так как у них нарушается мейоз (два гаплоидных набора хромосом разных видов не могут конъюгировать) и, следовательно не образуются гаметы. Методика преодоления бесплодия у отдаленных гибридов была разработана в 1924 году советским ученым Г.Д. Карпеченко. Он поступил следующим образом. Вначале скрестил редьку (2n = 18) и капусту (2n = 18). Диплоидный набор гибрида был равен 18 хромосомам, из которых 9 хромосом были «редечными» и 9 - «капустными». Полученный капустно-редечный гибрид был стерильным, поскольку во время мейоза «редечные» и «капустные» хромосомы не конъюгировали. Далее с помощью колхицина Г.Д. Карпеченко удвоил хромосомный набор гибрида, полиплоид стал иметь 36 хромосом, при мейозе «редечные» (9 + 9) хромосомы конъюгировали с «редечными», «капустные» (9 + 9) с «капустными». Плодовитость была восстановлена. Таким способом были получены пшенично-ржаные гибриды (тритикале), пшенично-пырейные гибриды и др. Виды, у которых произошло объединение разных геномов в одном организме, а затем их кратное увеличение, называютсяаллополиплоидами.
Cлайд 11
Экспериментальный мутагенез Основан на открытии воздействия различных излучений для получения мутаций и на использовании химических мутагенов. Мутагены позволяют получить большой спектр разнообразных мутаций. Сейчас в мире созданы более тысячи сортов, ведущих родословную от отдельных мутантных растений, полученных после воздействия мутагенами.
Cлайд 14
Методы селекции растений, предложенные И.В. Мичуриным С помощью метода ментора И.В. Мичурин добивался изменения свойств гибрида в нужную сторону. Например, если у гибрида нужно было улучшить вкусовые качества, в его крону прививались черенки с родительского организма, имеющего хорошие вкусовые качества, или гибридное растение прививали на подвой, в сторону которого нужно было изменить качества гибрида. И.В. Мичурин указывал на возможность управления доминированием определенных признаков при развитии гибрида. Для этого на ранних стадиях развития необходимо воздействие определенными внешними факторами. Например, если гибриды выращивать в открытом грунте, на бедных почвах повышается их морозостойкость.