 |
Селекция и семеноводство Б3.В.ОД.2
|
|
|
|
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра « Агротехнологий »
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ ОБУЧАЮЩИХСЯ
ПО ОСВОЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ
Селекция и семеноводство Б3.В.ОД.2
Направление подготовки (специальность) 110400 Агрономия
Профиль образовательной программы «Агрономия»
Форма обучения очная
Оренбург 2016г.
СОДЕРЖАНИЕ
1.Конспект лекций
1.1Лекция № 1 Селекция: предмет, история, достижения, задачи и направления, биологические основы.
1.2Лекция № 2 Учение о сорте и исходном материале в селекции растений.
1.3Лекция № 3 Виды и методы селекции, аналитическая селекция, отбор.
1.4Лекция №4 Комбинационная селекция: внутривидовая гибридизация
1.5Лекция №5 Комбинационная селекция: отдалённая гибридизация
1.6Лекция №6 Создание гетерозисных гибридов, мутагенез, полиплоидия и другие методы селекции.
1.7Лекция №7 Организация и техника селекционного процесса, оценка селекционного материала.
1.8Лекция №8 Государственное испытание и охрана селекционных достижений.
1.9Лекция №9 Семеноводство: предмет, история, современная система и законодательная база.
1.10Лекция №10 Теоретические основы семеноводства.
1.11Лекция №11 Сортообновление, сортосмена и производство семян элиты.
1.12Лекция №12 Сортовой и семенной контроль в семеноводстве
1.13Лекция №13 Сортовой контроль.
1.14Лекция №14 Технология производства высококачественных семян.
2.Методические указания по выполнению лабораторных работ
2.1Лабораторная работа № ЛР-1 Генетические и биологические основы селекции.
2.2Лабораторная работа № ЛР-2 Генетические и биологические основы селекции
|
|
|
2.3.Лабораторная работа № ЛР-3 Модели сортов и их разработка
2.4.Лабораторная работа № ЛР-4 Отбор в селекции.
2.5.Лабораторная работа № ЛР-5 Отбор в селекции.
2.6.Лабораторная работа № ЛР-6 Селекционный процесс.
2.7. Учёты, наблюдения и оценки в селекции
2.8.Лабораторная работа № ЛР- 8 Система семеноводства. Категории семян.
2.9.Лабораторная работа № ЛР-9 Планирование внутрихозяйственного семеноводства: расчёт площадей посева и объёмов производства семян
2.10.Лабораторная работа № ЛР-10 Сортосмена и сортообновление. Расчёт площадей посева и объёмов производства семян: план сортообновления, план сортосмены.
2.11.Лабораторная работа № ЛР-11 Расчёт площадей посева и объёмов производства семян элиты и оригинальных семян: план закладки питомников первичного семеноводства при индивидуально-семейном отборе.
2.12.Лабораторная работа № ЛР-12 Расчёт площадей посева и объёмов производства семян элиты и оригинальных семян: план закладки питомников первичного семеноводства при массовом отборе.
2.13.Лабораторная работа № ЛР-13 Сортовой контроль в семеноводстве (контрольная работа). Сертификация семян.
2.14.Лабораторная работа № ЛР-14 Документация в семеноводстве: шнуровая книга семян, документы по сертификации семян.
1. КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ
1. 1 Лекция №1 (2часа)
Тема: «Селекция: предмет, история, достижения, задачи и направления, биологические основы»
1.1.1 Вопросы лекции:
1. Предмет селекции и семеноводства, селекция как наука и отрасль сельскохозяйственного производства
2. Возникновение и краткая история развития селекции растений
3. Основные задачи и направления современной селекции растений
4. Биологические основы селекции растений
1.1.2 Краткое содержание вопросов:
1. Предмет селекции и семеноводства, селекция как наука и отрасль сельскохозяйственного производства
Латинское слово «selectio» переводится как «отбор», «выбор». В совре-
|
|
|
менном понимании научный и производственный термин «селекция» при-
менительно к сельскому хозяйству имеет несколько значений.
С одной стороны, селекция – это наука о биологических основах и ме-
тодах создания и улучшения сортов растений, пород животных и штаммов
микроорганизмов с нужными человеку признаками и свойствами. С другой
стороны, селекция – это и отрасль сельского хозяйства, занимающаяся соз-
данием или улучшением сортов, пород и штаммов различных организмов.
Наконец, термином селекция обозначается и сам процесс создания сортов,
пород и штаммов различных организмов.
Селекция как отрасль представляет собой совокупность селекционных
учреждений разных форм собственности, а также структур, обслуживающих
селекцию (в том числе управленческих и контролирующих). В отрасли име-
ется земельный фонд, кадры, постройки, машины, оборудование и приборы.
Можно выделить три части отрасли селекции:
– собственно селекционные учреждения;
– ресурсное подразделение отрасли;
– независимое от селекционных учреждений государственное сорто-
испытание.
В качестве селекционных учреждений выступают научно-иссле-
довательские институты, селекционные станции, селекционные подразде-
ления университетов и сельскохозяйственных вузов, фирмы разных видов
собственности. Большинство из этих структур носит национальный харак-
тер, но есть и международные.
В России центром мобилизации растительных ресурсов является
ВНИИ растениеводства им. Н. И. Вавилова, расположенный в Санкт-
Петербурге (больше известный по аббревиатуре ВИР).
Для того чтобы изучать и поддерживать коллекционные образцы,
ВНИИ растениеводства имеет сеть опытных станций, расположенных
в различных климатических зонах, а также на договорной основе ведет
работу на станциях, расположенных в бывших республиках СССР. Так
обеспечивается использование коллекционного материала из стран, рас-
положенных в различных климатических поясах. ВИР имеет также на-
циональное хранилище семян на Кубани (на опытной станции «Отрада
Кубанская»).
По определению Н. И. Вавилова, селекция растений – это эволюция,
|
|
|
управляемая человеком. Управляя эволюцией, селекционеры выводят для
растениеводства новые высокопродуктивные сорта и гетерозисные гибри-
ды сельскохозяйственных культур, которые при соблюдении технологии
их возделывания дают высокий экономический эффект. При этом совре-
менные селекционеры не просто отбирают уже существующие в природе
ценные формы растений, как это было ещё столетие назад, но и создают их,
используя различные методы воздействия на растения. Поэтому селекцио-
неров можно называть конструкторами растительного мира.
Теоретической базой селекции является генетика – наука о наследствен-
ности и её изменчивости.
2. Возникновение и краткая история развития селекции растений
Считается, что как комплекс практических навыков селекция суще-
ствует около 15 тыс. лет. Возникновению селекции предшествовало введе-
ние диких растений в культуру, их доместикация. Это произошло в глубо-
кой древности (каменный век, более 15 тыс. лет назад), когда человек стал
обрабатывать землю и возделывать нужные ему растения (возникновение
растениеводства), отбирая при этом (конечно же, бессознательно) те из
них, которые более всего отвечали его потребностям. Например, созревали
рано и дружно, не осыпались, были более продуктивными, давали более
вкусную продукцию и т.п.
К очень древним культурам, созданным в процессе примитивной селекции,
можно отнести пшеницу, рис, ячмень, сою, горох, кукурузу, арбуз и другие.
Эмпирическая селекция опиралась на простые методы, прежде всего –
отбор необходимых человеку растений в плане их урожайности, скороспе-
лости, качества продукции и других признаков и свойств. Выполнялась эта
селекционная работа безвестными ныне селекционерами из народа, пото-
му и получила название (по Н. И. Вавилову) народной селекции. Благодаря
народной селекции в России были созданы, например, замечательные для
своего времени местные (стародавние) сорта мягкой пшеницы Полтавка,
Русак, Усатка, Гирка, Белоколоска и др., сорта твёрдой пшеницы Белотурка,
|
|
|
Кубанка, Арнаутка, Черноуска и др.
Решающее значение для формирования научной селекции имело пе-
реоткрытие в 1900 году законов наследственности, сформулированных
Г. Менделем, и возникновение науки генетики. Научное обоснование ис-
пользуемый селекционерами индивидуальный отбор получил в разрабо-
танном В. Иогансеном учении о популяциях и чистых линиях.
В России пер-
вым селекционным учреждением считают Полтавское опытное поле
(1884 г.), а на научной основе селекция впервые стала выполняться на се-
лекционной станции Московского СХИ (1903 год, ныне РГАУ–МСХА им.
К. А. Тимирязева). Примерно в эти же годы возникло немало селекционных
станций, в т.ч. Саратовская, Безенчукская, Краснокутская (1910 – 1912 гг.).
В советское время начало планомерной селекционной работе положил
правительственный декрет «О семеноводстве» (1921 г.). В 1923 – 1924 гг.
в стране (в СССР) была организована государственная сеть по сортоиспы-
танию, которая начала планомерное изучение местных и селекционных
сортов по всей стране и распространение лучших из них на крестьянские
поля.
Успехи отечественной селекции были обеспечены трудами се лек-
ционеров Д. Л. Рудзинского, П. И. Лисицина, И. В. Мичурина, П. Н. Кон-
стан тинова, В. Я. Юрьева, А. П. Шехурдина, П. П. Лукьяненко, Н. В. Цицина,
В. Е. Писарева, В. Н. Мамонтовой, В. Н. Ремесло, В. С. Пустовойта, Э. Д. Неттевича, В. Х. Хангильдина и мн. других. В т.ч. и трудами наших орен-
бургских селекционеров Н. Д. Логачева, М. П. Долгалёва, Н. И. Тишкова,
В. Н. Красавина, А. П. Артёменко, Л. И. Красновой и др.
В Оренбургской области основным центром селекции и семеновод-
ства долгие годы является Оренбургский НИИ сельского хозяйства.
Этот институт был организован в 1973 году на базе Оренбургской област-
ной государственной сельскохозяйственной опытной станции, созданной
в селе Чебеньки Оренбургского района в 1937 году. Сегодня в нём ведутся
работы по селекции яровой мягкой и твёрдой пшеницы, ячменя, проса,
ранее велась селекция ещё и озимой ржи, озимой пшеницы, кукурузы, су-
данской травы, кормового гороха. По всем этим культурам Оренбургским
НИИСХом выведено около 50 сортов, многие из которых рекомендованы
к производственному возделыванию, в т.ч. в нашей области, где они сегод-
ня высеваются на площади более 0,5 млн гектаров. Так, созданные сорта
яровой мягкой пшеницы и ячменя занимают по 200 с лишним тысяч гекта-
ров, яровой твёрдой пшеницы – около 100 тыс. га, проса – около 5 тыс. га.
Ведётся селекционная работа и в Оренбургском аграрном универси-
тете – в настоящее время по озимой пшенице, яровой пшенице и ячменю.
|
|
|
Селекция озимой пшеницы была начата здесь многие годы назад, созда-
но 9 сортов этой культуры, из которых 4 рекомендованы к производствен-
ному возделыванию. Селекция ярового ячменя начата около 10 лет назад
совместно с Оренбургским НИИСХ. К настоящему времени уже создан
сорт ячменя Оренбургский совместный, который с 2015 года рекомендован
к возделыванию в Оренбургской области.
3. Основные задачи и направления современной селекции растений
В различных природно-климатических зонах нашей страны условия
для возделывания сельскохозяйственных культур неодинаковы. Это раз-
нообразие условий выращивания требует большого разнообразия не только
возделываемых в различных природных зонах России сельскохозяйствен-
ных культур, но даже сортов и гибридов этих культур, и ставит перед со-
временной селекцией растений самые разнообразные задачи.
К наиболее важным задачам современной селекции можно отнести:
– устойчивый рост продуктивности сортов и качества их продукции,
отвечающего требованиям потребителей,
– изучение генетического потенциала механизма адаптации растений
и создание сортов с широкой нормой реакций на стрессовые воздействия,
– дальнейшая селекция на скороспелость,
– создание сортов с максимальным использованием ФАР,
– использование современных достижений генетики, физиологии,
биотехнологии, биоинженерии.
Конечная задача селекционной работы – создание сорта или гибрида,
который обеспечит получение в определённых условиях устойчиво вы-
соких урожаев при высоком качестве продукции. Поэтому естественно,
что главное требование к новому сорту и гибриду – всё более высокая
урожайность при хорошем качестве выращенной продукции. В этой свя-
зи основные стратегические направления в селекции растений – селекция
на урожайность и селекция на качество продукции, т.е. создание сортов
и гибридов с высоким потенциалом продуктивности и качества продук-
ции.
Однако в современном сорте или гибриде должны сочетаться высокий
потенциал урожайности, высокое качество продукции, устойчивость к бо-
лезням, вредителям и неблагоприятным внешним условиям выращивания,
приспособленность к механизации возделывания, уборки и переработки
выращенной продукции. Эти требования к современному сорту и гибриду
обусловливают главные направления в селекции любой сельскохозяйствен-
ной культуры: на урожайность, высокое качество продукции, комплексную
устойчивость, технологичность.
Помимо рассмотренных задач, возникают задачи селекции на засухоу-
стойчивость, зимостойкость, холодостойкость, скороспелость и т.п.,
создания сортов интенсивного типа для условий орошения или отзывчи-
вых на применение удобрений и иные специфические и частные задачи се-
лекции. В этой связи существует множество других направлений селекции,
при этом очевидно, что направления селекции обусловлены требованиями
производства к новым сортам и гибридам.
4. Биологические основы селекции растений
Селекционный процесс — это совокуп- ность операций, выполняемых в опреде- ленной последовательности с целью соз- дания новых сортов (гибридов) сельско- хозяйственных растений. Каждый цикл селекционного процесса от начала работы по созданию сорта до ее завершения со- стоит из трех этапов:
1) создание популяций для отбора;
2) отбор элитных растений;
3) испытание их потомств.
В специальных программах эта схема может видоизменяться.
Популяции для отбора создаются пу- тем гибридизации, мутагенеза и полипло- идизации, а при создании самоопылен- ных линий — с помощью инбридинга. Образцы, которые вовлекаются в гибри- дизацию или подвергаются мутагенезу, полиплоидизации, инбридингу (а иногда как популяции непосредственно служат для отбора), выбирают после изучения коллекции образцов, представляющих исходный материал для селекции. В со- временной селекции преобладает инди- видуальный отбор: из популяции отдают предпочтение отдельным растениям или соцветиям (колосья, метелки). Как прави- ло, при работе с зерновыми культурами за отбором в поле следует глазомерная бра- ковка по качеству зерна в лаборатории.
Потомства отобранных растений ис- пытывают в течение нескольких поко-
лений. Испытания заключаются в оцен- ке урожайности и других хозяйственно важных свойств образцов. После каждо- го испытания большую часть потомств бракуют, а остальные снова оценивают. С каждым новым испытанием возрас- тает количество семян, появляется воз- можность увеличить площадь делянки и ввести повторность. Таким образом, точ- ность опыта повышается.
Изучение коллекций, создание популяций, отборы, испытание по- томств отобранных растений ведут в питомниках, а завершающие испыта- ния — в сортоиспыта ниях. Питомники и сортоиспытания представляют собой отдельные звенья селекционного процесса.
1. 2 Лекция №2(2часа)
Тема: «Учение о сорте и исходном материале в селекции растений»
1.2.1 Вопросы лекции:
1. 1. Понятие сорта и гетерозисного гибрида, классификация сортов
2. Эколого-географическая систематика культурных растений
3. Исходный материал для селекции и его виды
4. Сбор и сохранение генофонда исходного материала
5. Учение Н.И. Вавилова об исходном материале
1.2.2 Краткое содержание вопросов:
1. Понятие сорта и гетерозисного гибрида, классификация сортов
В результате селекционной работы получают новые сорта, популяции
и гетерозисные гибриды культивируемых растений (поэтому есть такой
объединяющий эти понятия термин – культивар). Сорта, популяции и ги-
бриды являются основными объектами изучения и селекции и семеновод-
ства.
Однако сорта и гетерозисные гибриды являются предметом изучения
не только селекции и семеноводства, но и специальной науки – сортоведе-
ния. С одной стороны, нельзя создавать новые сорта и вести семеноводство
возделываемых сортов, не зная существующего сортимента, а с другой сто-
роны, нельзя описывать и классифицировать сорта, не вовлекая в изучение
новые из них, только что созданные селекционерами. Очевидно, что селек-
ция и семеноводство базируются на знаниях сортоведения, а сортоведение
развивается благодаря успехам селекции и является интегрирующей, объе-
диняющей селекцию и семеноводство научной дисциплиной.
Сортоведение изучает ботанические, экологические, генетические и хо-
зяйственные характеристики, признаки и свойства сортов и их распростра-
нение. Основной задачей сортоведения можно считать полную морфологи-
ческую и производственно-биологическую характеристику существующих
сортов, которая позволяет описать у них апробационные и хозяйственно-
ценные признаки и обоснованно использовать эти сорта в производствен-
ных и научных целях.
Но задачами сортоведения следует также считать изучение изменчиво-
сти сортов в зависимости от факторов внешней среды, выделение наиболее
ценных для производства сортов по комплексу признаков и для дальнейшей
селекции – по отдельным признакам, изучение филогенеза, родословных
выдающихся сортов для выявления доноров ценных признаков, и даже –
сохранение существующих сортов.
Для потребителей результатов селекции и семеноводства понятия
«сорт» и «гетерозисный гибрид» равнозначны (на Западе гетерозисный
гибрид даже называют гибридным сортом!). Определений понятия «сорт»
достаточно много, в т.ч. и в нормативных документах. Так, ГОСТ СССР
(1974 г.) установил, что сорт есть совокупность культурных растений,
созданная путём селекции, обладающая определёнными наследственными,
морфологическими, биологическими и хозяйственно-ценными признаками
и свойствами.
Исходя из этого, можно дать и более развёрнутое определение сорта:
сорт – это созданная человеком для удовлетворения своих потребностей
совокупность культурных растений, происходящих от одного или несколь-
ких родоначальников и обладающих относительно одинаковыми, наслед-
ственно закреплёнными ботанико-биологическими и хозяйственными
признаками и свойствами, которые позволяют в конкретных природных
и производственных условиях получать высокие и устойчивые урожаи про-
дукции требуемого качества.
2. Эколого-географическая систематика культурных растений
Ботаническая систематика даёт знания о сходстве, различиях и проис-
хождении различных таксономических единиц, но для практической селек-
ции и семеноводства их недостаточно. Здесь необходимо знание не только
видового и разновидностного состава культуры, но и дифференциации её
по биологическим особенностям, с которыми связано приспособление рас-
тений к различным условиям произрастания.
Растения, относящиеся к одной и той же ботанической разновидности,
но разного географического происхождения, могут резко различаться по
устойчивости к засухе, низким температурам, поражению болезнями и по-
вреждению вредителями, а также по биохимическим свойствам. С другой
стороны, растения двух форм могут относиться к различным разновидно-
стям, но характеризоваться сходными биологическими особенностями.
В связи с тем, что в природе имеются биологические различия между
формами растений в пределах одного вида, в селекции существует важное
понятие – экологический тип, или экотип. Экотип (от греч. eikos – дом, жи-
лище; tipos – место) – это относительно наследственно устойчивая форма
данного вида, свойственная определённым почвенно-климатическим усло-
виям и приспособленная отбором к существованию в этих условиях. Т.е.
экотип – это экологическая единица растительного мира, которая объеди-
няет близкородственные группы растений, приуроченные к какому-либо
местообитанию и имеющие вследствие этого определённые приспособи-
тельные признаки. Например, северная и южная формы костра безостого –
два отдельных экотипа этого вида, они существенно различаются по био-
логическим свойствам.
Известны три общих важных экотипа: ксерофит – растительная фор-
ма, приспособленная к засушливым условиям существования, гигрофит –
форма, приспособленная к существования в условиях избыточного увлаж-
нения, и мезофит – форма, приспособленная к условиям среднего увлаж-
нения.
Характеристика растительных форм, установление степени их сходства
и различий по многим биологическим особенностям даётся в результате их
эколого-географической группировки (дифференциации). Различные гео-
графические формы растений всегда произрастают в различных условиях
и приспосабливаются к ним путём отбора как определённые экологические
формы. Поэтому географические формы могут одновременно рассматри-
ваться как экологические.
3. Исходный материал для селекции и его виды
Для создания селекционного сорта (или гетерозисного гибрида) необ-
ходим исходный материал – то разнообразие культурных и диких расти-
тельных форм, из которого могут быть созданы новые сорта. По убежде-
нию Н. И. Вавилова, от правильного выбора исходного материала зависят
темпы селекционной работы и её успех.
Используемые в качестве исходного материала растительные формы
либо могут уже существовать в природе, либо селекционер их создаёт раз-
личными методами селекции (гибридизации, мутагенеза, полиплоидии,
генной инженерии и т.п.).
Из существующих в природе растительных форм для создания новых
сортов используют дикорастущие формы, местные сорта, сорта селекци-
онные (районированные и нет).
Дикорастущие формы – обычно доноры иммунитета, высокой вынос-
ливости, устойчивости к экстремальным условиям, специфических пита-
тельных веществ. Нередко используют дикие формы не только данного
вида культуры, но и других её видов, и даже родов (разные виды пшениц,
пшеница с рожью, сорго с гумаем).
Ещё более ценны в этом плане местные сорта народной селекции: они
не растеряли ценных качеств диких форм и в то же время окультурены на-
родной селекцией. Эти сорта использовались в качестве исходного материа-
ла в селекции многих культур, но особенно – пшеницы (Артёмовка – на
Украине, Полтавка, Белотурка, Русак, Хивинка – в Поволжье). Эти сорта се-
годня практически вытеснены из посевов, поэтому велика опасность утраты
их генофонда, в связи с чем их следует сохранять в коллекционных посевах.
Местные селекционные сорта являются, в определённой мере, лучшим
на сегодняшний день исходным материалом для селекции, особенно в тех
регионах, в которых они рекомендованы к возделыванию (районированы).
В исходном материале для селекции можно различать следующие его
виды:
• естественные популяции (дикорастущие формы, местные сорта, об-
разцы мировой коллекции),
• гибридные популяции (внутривидовые, межвидовые, межродовые),
• самоопыленные линии (в селекции на гетерозис),
• искусственные мутанты,
• полиплоидные формы.
Сегодня к этому списку можно уже добавить формы, созданные мето-
дами биотехнологии (путём генных модификаций, клонирования, и т.п.).
Очевидно, что исходный материал для селекции может быть:
– уже сформировавшийся (сорта народной селекции, селекционные
сор та и гибриды, дикорастущие формы), который можно назвать первичным,
– либо созданный искусственно (гибридизацией, мутагенезом, поли-
плоидией, культурой клеток и т.п.), который можно назвать вторичным.
Можно также выделить исходный материал местного происхождения
и интродуцированный. Местным исходным материалом могут быть как
сорта народной селекции данной местности, так и созданные здесь селек-
ционным путём (селекционные сорта). К интродуцированному исходному
материалу относят сорта (и народной селекции, и селекционные), привле-
чённые из других мест и при этом сохранившие свои прежние свойства.
Интродукция – это введение в культуру (завоз) из других почвенно-
климатических районов (эколого-географических зон) новых культур, ви-
дов, сортов или форм растений, которые здесь ранее не культивировались
(кукуруза, картофель, подсолнечник, соя, пшеница и др.), а также введение
(завоз) новых признаков (генов).
Существует два основных способа интродукции: натурализация и ак-
климатизация. При натурализации интродуцированные (завезённые) рас-
тения оказываются неплохо приспособленными к новым условиям произ-
растания (по причине схожести этих условий условиям на родине расте-
ний либо по причине высокой экологической пластичности этих растений)
и обеспечивают высокую продуктивность.
4. Сбор и сохранение генофонда исходного материала
Успех работы селекционера в значительной мере зависит от правильно-
го выбора необходимого для селекции исходного материала, т.е. от исполь-
зования в селекционном процессе образцов культурных растений с ценны-
ми в селекционном отношении признаками и свойствами. Но чтобы было
что использовать в селекции, ценные образцы растений необходимо найти,
изучить и сохранить в виде растительных коллекций.
Основоположник нашей научной селекции Н. И. Вавилов с целью
изучения многообразия и географического распространения культурных
растений одним из первых в мире в 20-е годы прошлого века организовал
около 200 экспедиций по самым труднодоступным и часто опасным местам
земного шара. В результате его работ и работ его последователей – сотруд-
ников Всесоюзного (ныне – Всероссийского) НИИ растениеводства (сокра-
щённо – ВИРа) – в нашей стране была собрана уникальная, самая крупная
в своё время в мире коллекция образцов дикорастущих форм, местных и се-
лекционных сортов различных культур.
Собрана мировая коллекция ВИР практически со всей планеты. Её за-
дача – сохранить для будущих селекционеров имеющееся растительное
разнообразие и всесторонне изучить его. Изучаются коллекции культур
в сравнении со стандартными сортами по единым методикам на многих
опорных пунктах ВИР. По результатам изучения издаются для селекционе-
ров справочники-каталоги с характеристикой изученных образцов.
Собранный российскими учёными растительный генофонд сохраняется
в живом виде путём регулярно проводимых посевов семян в различных ре-
гионах России, а также путём длительного хранения в специфических усло-
виях. В 1976 г. для генофонда ВИРа на Кубани было построено подземное
Национальное хранилище семян вместимостью около 0,5 млн образцов, где
семена хранятся при строго определённой температуре, в т.ч. и при -196ºC
(жидкий азот). Благодаря созданию специальных режимов температуры
и влажности срок хранения семян без пересева может достигать 30 – 50 лет.
В настоящее время идёт строительство такого же хранилища семян
в Восточной Сибири (в зоне вечной мерзлоты). В объединённой Европе
уже функционирует криохранилище генофонда растений на о. Шпицберген
(Норвегия).
Общее число растительных образцов в коллекциях различных стран
сегодня превышает 3 млн. Держателями крупных коллекций генетических
ресурсов растений являются США (примерно 550 тыс. образцов), Китай
(440 тыс.), Индия (340 тыс.), Россия (320 тыс.), Франция (250 тыс.), а также
Канада, Япония, Германия, Корея и Великобритания.
Серьёзной проблемой при селекции большинства сельскохозяйствен-
ных культур является сегодня крайне узкое генетическое разнообразие их
исходного материала и эрозия их генофонда. Это обусловлено следующими
причинами.
С другой стороны, потеряно значительное число российских ориги-
нальных предков современных сортов, которые могли нести комплекс ге-
нов адаптивности к специфическим условиям России.
Решение задачи расширения генетического разнообразия возделывае-
мых культур связывают с вовлечением в их генофонд генетического мате-
риала диких сородичей и родственных видов. Однако естественные ареалы
таких потенциальных видов-доноров резко сократились, а их полиморфизм
в имеющихся генетических коллекциях невелик вследствие малого объёма
этих коллекций. Поэтому сегодня быстро уменьшается потенциальная воз-
можность расширения биоразнообразия возделываемых видов. Для пре-
дотвращения этого необходимо быстро собирать и эффективно сохранять
не только природный исходный материал, но и экспериментально создан-
ный генетический и селекционный материал.
При использовании исходного материала в селекции различают гене-
тические источники и доноры. Генетический источник – это образец, об-
ладающий селекционно-ценными признаками и свойствами, о которых
пока неизвестно, как они наследуются. Донор – это источник, изученный
со стороны наследования его ценных признаков и свойств: известно, как
его характеристики контролируются (полигенно или олигогенно, насколько
легко передаются потомству, какими корреляциями связаны с другими при-
знаками и свойствами и т.д.).
Сортов с высокой сортообразующей способностью немного. У озимой
пшеницы можно назвать, например, сорта Безостая 1, Мироновская 808
и Одесская 16. Они вошли в родословную почти всех районированных
в России сортов этой культуры. У яровой мягкой пшеницы высокой сорто-
образующей способностью обладает сорт Саратовская 29.
5. Учение Н.И. Вавилова об исходном материале
Для целей селекции растений вопросы их экологической классифика-
ции очень важны по причине резких сортовых различий форм, происходя-
щих из разных районов. Зная принадлежность растительного образца к тому
или иному экотипу, уже можно в определённой мере судить о его биологиче-
ских свойствах и признаках приспособительного значения и осознанно под-
бирать, например, родительские формы для скрещивания, чтобы получить
потомство с необходимой выраженностью этих признаков и свойств.
В соответствии с предложенной Н. И. Вавиловым схемой внутриви-
довой систематики культурных растений (вид → эколого-географические
типы → ботанические разновидности → формы и сорта) сорт предстаёт как
завершающее, далее неделимое звено в этой системе. Но согласно много-
численным исследованиям, сорт представляет собой сложную биологиче-
скую систему, состоящую из нескольких биотипов.
Биотипы следует воспринимать как группы растений в пределах сорта,
различающиеся между собой по ряду биологических свойств, морфологи-
ческих и хозяйственных признаков. Возникновение биотипов – естествен-
ный процесс экологического дифференцирования сорта, растения которого
находятся в многообразных взаимных связях с факторами окружающей
среды, включая агротехнические.
Характер внутрисортовой биотипической изменчивости у разных сор-
тов неодинаков: особенно сильно биотипическое разнообразие проявляется
у сортов гибридного происхождения. Внутрисортовая изменчивость неу-
странима в любом селекционном сорте, поскольку является его ответной
реакцией на колебания внешних условий. При этом биотипический состав
сорта не остаётся постоянным, он меняется в зависимости от условий про-
израстания.
За счёт дифференциации на биотипы и изменения соотношения их
в меняющихся погодных условиях сорт приобретает адаптационную «пла-
стичность», т.е. способность в любых местных условиях давать стабиль-
ную урожайность.
1. 3 Лекция №3 (2часа)
Тема: «Виды и методы селекции, аналитическая селекция, отбор».
1.3.1 Вопросы лекции:
1. Методы селекции, аналитическая и синтетическая селекция
2. Отбор, его виды и методы
3. Особенности индивидуального отбора
4. Клоновый отбор
1.3.2 Краткое содержание вопросов:
1. Методы селекции, аналитическая и синтетическая селекция
Методы селекции могут быть разделены на две большие группы.
• Аналитические методы – когда селекционер разлагает (анализирует)
сложные популяции на уже существующие там биотипы (а значит,
и генотипы) и отбирает нужные из них. Сюда относятся все методы
отбора, а также инцухт (принудительное самоопыление перекрёст-
ноопыляющихся культур).
• Синтетические методы – когда селекционер соединяет в одном сор-
те ценные качества нескольких исходных форм и создаёт новые, не
существовавшие ранее генотипы, т.е. синтезирует новый сорт. Сюда
относятся прежде всего методы гибридизации – внутривидовой и от-
далённой. Но сюда же относятся методы, основанные на искусствен-
но вызываемой изменчивости – мутагенез, полиплоидия, генетиче-
ская инженерия и другие.
Выбор метода селекции зависит от:
– имеющегося в распоряжении селекционера исходного материала,
– селекционной проработанности культуры,
– её биологических особенностей,
– сложностей задач, которые стоят перед селекционером при создании
нового сорта,
– технических возможностей селекционера.
Когда в селекционной работе используются аналитические методы (т.е.
тот или иной вид отбора из уже существующих популяций), говорят об ана-
литической селекции.
Первоначальный период научной селекции – аналитическая селек-
ция, в ходе которой селекционер из местных сортов народной селекции
или иных естественных популяций растений отбирал лучшие по внешним
признакам особи. Отобрать, естественно, удавалось только те генотипы,
которые уже присутствовали в исходной популяции: она как бы анализиро-
валась путём отбора, который и был методом селекции.
К примеру, селекционеры НИИСХ Юго-Востока (г. Саратов), начиная
примерно 100 лет назад селекцию яровой мягкой пшеницы, проанализиро-
вали (разложили на линии) популяцию местного сорта народной селекции
Полтавка и отобрали в ней лучшую линию под номером 062. Так был соз-
дан сорт аналитической селекции Лютесценс 62, который долго возделы-
вался в производстве.
2. Отбор, его виды и методы
В ходе аналитической селекции используется только один метод селекции – отбор.
По своей сути отбор – это процесс дифф
|
|
|
