Исходный материал для селекции

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

В получении высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур большая роль принадлежит использованию лучших сортов, наиболее приспособленных к возделыванию в местных условиях. В «Основных направлениях развития народного хозяйства СССР на 1976-- 1980 годы», утвержденных X X V съездом КПСС, одним из важнейших средств повышения эффективности сельскохозяйственного производства названо дальнейшее улучшение селекции и семеноводства.

Цель: раскрыть сущность, особенности и значение исходного материала в селекции и рассмотреть основные виды получения исходного материала

Задачи:

Рассмотреть виды получения исходного материала

Дикорастущие растения

Местные сорта

Инорайонный материал

Мировую коллекцию сельскохозяйственных растений

Понятие об исходном материале

Исходным материалом в селекции называют культурные и дикие формы растений, используемые для выведения новых сортов.

В качестве исходного материала используют:

1) формы и сорта растений, имеющиеся в большом разнообразии в природе;

2) формы растений, создаваемые в самом процессе селекции путем гибридизации и при искусственном воздействии различных внешних условий,

Основные виды получения исходного материала

Селекционная работа начинается с подбора исходного материала, от которого, как считал Н. И. Вавилов, прежде всего, зависит успех селекционной работы.

В современной селекции применяют следующие основные виды и способы получения исходного материала.

I. Естественные популяции. 

Популяция - это совокупность организмов одного вида, длительное время обитающих на одной территории.

К ним относятся дикорастущие формы, местные сорта культурных растений и образцы мировой коллекции сельскохозяйственных растений.

II. Гибридные популяции. 

Гибримд-- организм или клетка, полученные вследствие скрещивания генетически различающихся форм.

Различают два вида гибридных популяций:

1) внутривидовые, получаемые в результате скрещивания сортов и форм в пределах одного вида;

2) создаваемые путем скрещивания разных видов и родов растений (межвидовые и межродовые).

III. Самоопыленные линии (инцухт-линии).

Служат важным источником исходного материала в селекции перекрестноопыляющихся растений. Их получают путем многократного принудительного самоопыления этих растений. Лучшие линии скрещивают между собой или с сортами для создания гетерозисных гибридов, в результате образуются гибридные семена, которые используют в течение одного года. Гибриды, полученные на основе самоопыленных линий, в отличие от обычных гибридных сортов нужно воспроизводить ежегодно.

IV. Искусственные мутации и полиплоидные формы. 

Мутации - внезапные наследуемые изменения генетического материала

Полиплоидия - увеличение числа хромосом

Этот вид исходного материала создается путем воздействия на растения различными видами радиации, химическими веществами, температурой и другими мутагенными средствами.

Значение различных видов исходного материала в истории развития селекции и в настоящее время неодинаково. На протяжении многих столетий единственным его видом были естественные популяции. Затем генетика теоретически обосновала применение гибридизации. Использование этого метода в практической селекции началось в нашей стране в 20-е гг. С 30-х гг. гибридизация как метод создания исходного материала приобретает все большее значение, и в настоящее время внутривидовая гибридизация является основным методом его при работе почти со всеми культурами. Несмотря на огромные трудности отдаленной гибридизации, она также широко используется для создания исходного материала в селекции ряда важнейших сельскохозяйственных культур.

Мутации и полиплоидные формы -- новые источники получения исходного материала, применение которых с каждым годом расширяется и в работе с некоторыми культурами дает практически ценные результаты.

Дикорастущие растения

Ценность этого вида исходного материала заключается в большой приспособленности многих форм дикорастущих растений, их устойчивости к неблагоприятным условиям произрастания -- засухе, морозу, засолению почв, болезням и вредителям. Гибридизация возделываемых сортов с дикими и примитивными формами культурных растений -- наиболее верный путь в селекции на иммунитет, устойчивость к неблагоприятным внешним условиям, качество продукции.

Исследования показали, что среди дикорастущих видов пшеницы есть формы с рекордным содержанием белка, превышающим 23 %. Особенно выделяется по этому показателю Triticumdicoccoides, отдельные формы которой содержат более 27 % белка. В качестве одного из важнейших источников ЦМС во многих странах мира широко используется дикорастущая пшеница Triticumtimop -- heevi. Наиболее важное достоинство Triticumabyssinicum -- устойчивость к ряду физиологических рас стеблевой ржавчины.

Исключительную ценность для скрещивания с пшеницей представляют дикорастущие виды пырея и эгилопса, отличающиеся мощным развитием, иммунностью к болезням и сельскохозяйственным вредителям, нетребовательностью к почве и другими ценнейшими биологическими свойствами. Среди диких сородичей овса есть виды, устойчивые ко многим болезням этой культуры, а также отличающиеся высоким содержанием протеина и лизина.

В Америке и Австралии обнаружено 25 диких видов хлопчатника, устойчивых к вилту, в том числе и к наиболее агрессивным его расам. Дикорастущие местные формы клевера, люцерны, костра безостого, житняка могут представлять практическую селекционную ценность в различных зонах страны.

Местные сорта

В недалеком прошлом успехи отечественной селекции были связаны преимущественно с использованием в качестве исходного материала естественных популяций и местных сортов. На их основе в середине 30-х годов были созданы лучшие сорта озимой и яровой пшеницы, ржи, льна, ячменя и кормовых культур. Так, самый морозостойкий сорт озимой пшеницы Ульяновка выведен путем отбора из популяции Белоколоски безостой. На базе местных сортов получены также знаменитые сорта ржи: Вятка, Лисицына, Волжанка, Омка и др. Один из самых высокопластичных сортов яровой пшеницы Лютесценс 62 был выведен из местного сорта Полтавка.

Сорт яровой пшеницы Эритроспермум 841 Краснокутской селекционной станции, полученный из естественной популяции Ашхабадского района, считается одним из самых засухоустойчивых в мире. Сорта твердой яровой пшеницы Мелянопус 69, Гордеиформе 189, Гордеиформе 432, создавшие в свое время славу русской твердой пшенице, выведены из местных заволжских сортов. На основе местных сортов получены также известные сорта ячменя Винер и Нутанс 187, самый засухоустойчивый и наиболее ценный по качеству пшена сорт проса Саратовское 853, знаменитый по урожайности и качеству крупы сорт гречихи Богатырь, лучший и самый распространенный в нашей стране сорт чечевицы Петровская 4/105, многие ценные сорта многолетних и однолетних трав.

Местные сорта имеют разное происхождение. Среди них следует различать старые сорта, подвергавшиеся естественному отбору в течение многих десятилетий и даже столетий, и молодые сорта, недавно выделывающиеся в данной местности и ведущие свое начало от случайно завезенных или присланных образцов.

Селекционная ценность местных сортов и естественных популяций определяется наличием или отсутствием у них разнообразных наследственных форм. В одних почвенно-климатических условиях местные сорта представлены сложными популяциями форм, значительно различающихся по морфологическим хозяйственно-биологическим признакам, в других местный материал более однотипный и выравненный. Селекционер должен хорошо знать местный материал по своей культуре. Для сбора и изучения его организуют обследования и экспедиции. Научно-исследовательские учреждения, находящиеся в сходных эколого-географических условиях, обмениваются между собой образцами. Собранные образцы местных сортов и естественных популяций высевают в коллекционных питомниках, лучшие из них используют для отбора или для скрещиваний с селекционными сортами.

Однако, несмотря на большую селекционную ценность, местные сорта по многим культурам повсеместно вытесняются селекционными. При этом ценнейшие формы местных сортов могут быть безвозвратно утеряны для селекции. Необходимо принимать все меры по выявлению и сохранению оставшихся очагов распространения местных сортов. Во всех селекционно-опытных учреждениях и ботанических садах следует иметь специальные питомники для сохранения местных сортов и естественных популяций. Эта работа -- одно из важных звеньев в системе мер по охране природы и окружающей среды.

Инорайонный материал

При всей ценности для селекции местные сорта не могли быть единственным источником исходного материала. Несмотря на большую экологическую приспособленность, они далеко не всегда имели те качества, которые требовались для создания новых селекционных сортов. Опыт земледелия ряда стран показал огромную важность использования инорайонного сортового материала культурных растений. Все сортовое богатство пшеницы, ячменя, овса, ржи, кормовых растений и плодовых культур США и Канады создано в результате заимствования исходного материала из России, Индии и стран Западной Европы. Так, все сорта озимой пшеницы засушливых районов США происходят от наших южных степных сортов. При использовании географически отдаленных рас пшеницы из Европы, Индии и Китая в Канаде, США и Аргентине были получены замечательные сорта озимой и яровой пшеницы. Местные сорта пшеницы Швеции и Франции значительно улучшены в результате скрещивания с английскими крупноколосыми высокопродуктивными селекционными сортами.

Используя в скрещиваниях географически отдаленные формы, И. В. Мичурин вывел много новых сортов. Среди них груша Бере зимняя Мичурина от скрещивания дикой уссурийской груши с южным сортом Бере рояль из Франции, яблоня Кандиль-китайка от скрещивания яблони китайской, широко распространенной в средней полосе России, с крымским сортом Кандиль синап, вишня Краса севера -- гибридный сорт от скрещивания местного сорта Владимирская ранняя с черешней Винклера белая и др.

Селекционный материал

Селекционные сорта, выращиваемые в данной зоне, в значительной мере уже являются пределом селекционной работы, проводимой на базе какого-то исходного материала. Поэтому селекционные сорта многих овощных культур представляют собой довольно выравненные популяции и использование их в качестве исходного материала для отбора не всегда приводит к успеху.

Вместе с тем спонтанный мутационный процесс в какой-то мере обеспечивает наследственное разнообразие признаков в пределах сорта. В сортах перекрестноопыляющихся растений накопление рецессивных мутаций может быть довольно существенным, вследствие чего сортовые популяции можно непосредственно использовать в качестве исходного материала для отбора. Их достоинство заключается в том, что возникший ценный мутантный признак сочетается с комплексом уже имеющихся ценных признаков, из-за которых, собственно, сорт и выращивают в данном районе. Селекционные сорта, выращиваемые в определенной местности, обычно в первую очередь используют при выведении сортов с необходимыми качествами, например устойчивых к распространенным болезням и вредителям, пригодных для культивирования при измененной агротехнике и др.

Однако часто наиболее перспективным исходным материалом служат сорта, выведенные отечественными или зарубежными селекционерами для зоны, в той или иной мере близкой по климатическим условиям к тем, для которых необходимо вывести сорт. Перспективным исходным материалом могут быть сорта иностранной селекции, выводимые с той же целью. Например, при селекции сортов, пригодных для выращивания в защищенном грунте, в качестве исходного материала можно использовать не только сорта, выращиваемые за рубежом в аналогичных сооружениях, но и выращиваемые в открытом грунте в районах с влажным и теплым климатом.

Иностранные сорта, полученные на другой наследственной основе, отличной в той или иной мере от используемой в наших условиях, но обеспечивающей достижение тех же целей, служат хорошим исходным материалом при селекции в самых различных направлениях.Например, при селекции кочанной капусты на лежкость наибольшую ценность представляют сорта того же характера использования, выведенные в Скандинавских странах, где период хранения капусты значительно дольше, чем в наших Условиях; для селекции на скороспелость наиболее перспективны западноевропейские сорта, обеспечивающие получение товарной продукции при выращивании в условиях меньшего притока солнечной энергии, чем у нас.

При использовании селекционных сортов других стран в наших условиях в отдельных случаях происходит значительная дифференциация сортовых популяций на биотипы с отрицательной или положительной реакцией разных признаков на новые условия. Такое расслоение популяций на генотипы с разной нормой реакции на условия внешней среды обеспечивает возможность выделения весьма перспективных форм для селекционной работы. Успехи селекции сортов овощных культур в первой половине XX в. в нашей стране отчасти были обусловлены отбором перспективных растений из иностранных сортов, которые выращивали в наших условиях (например, сорта томата Эрлианагрибовская 20 и Лучший из всех 318, сорт капусты Амагер 611, овощной горох Победитель).

Мировая коллекция сельскохозяйственных растений

Для сбора исходного сортового материала с целью селекции ВИР провел несколько сот экспедиций в страны пяти континентов земного шара и по СССР. Был организован широкий обмен сортообразцами со многими зарубежными научными учреждениями. В результате двадцатилетней работы коллектива ученых ВИР под руководством Н. И. Вавилова удалось открыть столько же новых видов, сколько их было открыто за два предшествующих века. Установлено, что СССР -- родина многих важных культурных растений: мягкой пшеницы, ржи, гороха, вики, клевера, люцерны, льна, большого числа плодовых. Наша страна обладает лучшими в мире зимостойкими и засухоустойчивыми сортами мягкой пшеницы, высококачественными сортами твердой пшеницы, а также высокомасличными сортами подсолнечника.

Экспедиционные обследования выявили много ценного для селекции материала в различных странах Европы, Азии, Африки и Америки. В Западной Европе были собраны высокопродуктивные селекционные сорта зерновых культур, свеклы, картофеля, овощных и плодовых растений. Из стран Средиземноморья были получены крупносемянные сорта льна и зерновых бобовых культур, высокопродуктивные сорта твердой пшеницы, виды английской и польской пшеницы, из Эфиопии -- ценные формы твердой пшеницы, белосемянный лен, абиссинский овес, из Тропической и Южной Африки -- ценные формы сорго, суданской травы, клещевины, арахиса и риса. Засухоустойчивые формы ячменя, полуозимые формы льна, большое разнообразие нута, а также превосходные сорта дынь найдены в странах Малой Азии. В Китае обнаружено очень много устойчивых к полеганию форм мягкой пшеницы и ячменя с коротким прочным стеблем, ценные формы сои, проса, конопли, бобов, большое количество овощных, плодовых, тропических и субтропических растений.

Из Индии получены неполегающие короткостебельные с шаровидным зерном формы пшеницы Triticumsphaerococcum. Листья у них направлены вверх, благодаря чему возможны значительно более густые посевы. Шаровидное зерно этих пшениц дает высокий выход муки и низкий процент отрубей, оно отличается большой стекловидностью и содержит много белка. Здесь же найдены древовидный хлопчатник, индийская конопля, мелкосеменной нут, кунжут, джут и много овощных растений. Из стран Южной Америки было получено большое количество ценнейших форм кукурузы, диких видов подсолнечника, обладающих устойчивостью ко всем известным в Европе болезням этой культуры. Здесь был обнаружен весь полиплоидный ряд видов картофеля. Некоторые дикие виды картофеля высокобелковые (до 6 % белка), есть очень холодостойкие, ботва которых выносит заморозки до 5--6 °С. Некоторые-из найденных диких н примитивных видов картофеля обладали комплексной устойчивостью к различным болезням и вредителям. В Перу обнаружили самый длинноволокнистый хлопчатник, много видов перца, дикий томат, крахмалистую кукурузу, новые виды арахиса, люцерны, все культурные виды тыквы. Из Южной Америки получены 56-хромосомные (тетраплоидные) виды хлопчатника, ценные виды табака, махорки, топинамбура, батата.

В результате огромной работы коллектива ученых ВИР в нашей стране создана мировая коллекция культурных растений, по разнообразию и общей численности собранных форм не имеющая себе равных в мире. Она включает весь основной генофонд возделываемых на земном шаре растений. В настоящее время в ней насчитывается более 350 тыс. образцов, представляющих более 1700 видов растений.

Мировая коллекция растений ежегодно пополняется новыми материалами и поддерживается путем посева в различных зонах страны. На Кубанской опытной станции ВИР построено национальное хранилище семян, рассчитанное на единовременное хранение 400 тыс. образцов, Благодаря созданию оптимальных режимов температуры и влажности воздуха срок хранения семян без пересева будет продлен до 30, а по ряду культур даже до 50 лет. ВИР имеет постоянную связь с зарубежными научными учреждениями 100 стран, обменивается с ними образцами посевного и посадочного материала. Научно-исследовательским учреждениям страны ВИР ежегодно высылает около 100 тыс. образцов различных семян для использования их в селекции.

На основе мировой коллекции в нашей стране создано свыше 700 сортов различных сельскохозяйственных культур, в том числе более 300 районированных сортов полевых культур. Среди них большое число сортов пшеницы, ржи, ячменя и овса, высеваемых на площади более 50 млн. га.

Доноры ценных хозяйственно-биологических свойств

Метод гибридизации в практической селекции начали использовать в СССР еще в 20-е годы. В настоящее время внутривидовая гибридизация -- основной метод создания исходного материала почти для всех культур.

Дикая рожь S. silvestre является хорошим донором устойчивости к прорастанию зерна на корню. В ФРГ она используется в селекции на этот признак в скрещиваниях с культурной рожью.

В порядке обмена в нашу страну ежегодно завозится большое число иностранных сортов, широко применяемых в качестве исходного материала при гибридизации. Исключительную ценность представляют селекционные гибридные сорта из Швеции, Франции, Нидерландов, ФРГ, а также новые низкостебельные (высота соломины 40--60 см) сорта пшеницы из Мексики, Индии, Канады, США, отличающиеся высокой продуктивностью и устойчивостью к полеганию, имеющие хорошие технологические качества зерна.

Заключение

В заключении можно сказать, что исходный материал играет важную роль в селекции. От него зависит успех всей работы, т.е. будет ли получен новый сорт.

Значительный вклад в селекцию растений внес Казахстанский ученый

Кузьмин Валентин Петрович (1893--1973), селекционер, академик. Автор высокоурожайных сортов зерновых культур, картофеля, люцерны. Государственная премия СССР (1952).

Список использованных источников

исходный материал селекция

Гужев Ю.Л., Фукс А. Селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений 1991г.

КоноваловЮ.Б. Селекция и семеноводство. - 2003. - № 1. - С. 33-36.

Гуляев Г.В., Дубинин А. П. Селекция и семеноводство полевых культур с основами генетики 1987г. -С. 92-97.

Гуляев Г.В. Гужев Ю.Л. Селекция и семеноводство полевых культур. 3 издание, агропромиздат 1987г. С. 89-92

Коренев К.В., Подгорный П.И. Растениеводство с основами селекции и семеноводства 1983г.

Размещено на Allbest.ru