Введение
Селекция растений – это процесс, в ходе которого выбираются и размножаются растения с желательными генетическими свойствами. Целью селекции является улучшение сортов растений, чтобы они были более урожайными, устойчивыми к болезням и вредителям, а также имели лучшие вкусовые и качественные характеристики. В этом уроке мы рассмотрим основные понятия, методы и этапы селекции растений, а также ее значение для сельского хозяйства и экологии.
Нужна помощь в написании работы?
Мы — биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.
Основные этапы селекции растений
Сбор и изучение генетического материала
Первым этапом селекции растений является сбор и изучение генетического материала. Селекционеры собирают различные виды и сорта растений, которые имеют интересные генетические свойства. Это может быть семена, растения или их части. После сбора материала проводится его детальное изучение, чтобы определить, какие генетические признаки присутствуют и как они могут быть использованы в селекционной работе.
Отбор и селекция
На этом этапе селекционеры выбирают растения с желаемыми генетическими свойствами и проводят их скрещивание. Целью этого процесса является создание новых комбинаций генов, которые могут привести к появлению растений с лучшими признаками. После скрещивания проводится отбор лучших растений, которые обладают желаемыми признаками, и они становятся основой для дальнейшей селекционной работы.
Тестирование и оценка
После отбора растений проводится их тестирование и оценка. Растения выращиваются в различных условиях, чтобы определить их устойчивость к болезням, вредителям, а также их урожайность и качество. Также проводятся лабораторные и полевые исследования, чтобы более точно оценить генетические свойства растений. На основе результатов тестирования и оценки выбираются наилучшие растения для дальнейшего использования.
Размножение и распространение
После успешного тестирования и оценки лучшие растения размножаются и распространяются. Это может быть через семена, черенки, клубни или другие способы размножения растений. Целью этого этапа является получение большого количества растений с желаемыми генетическими свойствами, которые могут быть использованы в сельском хозяйстве или других областях.
Выбор и сохранение лучших сортов
На последнем этапе селекции растений выбираются лучшие сорта, которые обладают высокой урожайностью, качеством и устойчивостью к болезням и вредителям. Эти сорта сохраняются и используются для дальнейшего развития и улучшения селекционных программ. Также проводится работа по сохранению генетического разнообразия растений, чтобы предотвратить исчезновение ценных генетических ресурсов.
Таким образом, основные этапы селекции растений включают сбор и изучение генетического материала, отбор и селекцию, тестирование и оценку, размножение и распространение, а также выбор и сохранение лучших сортов. Эти этапы позволяют создавать новые сорта растений с желаемыми генетическими свойствами, которые могут быть использованы в сельском хозяйстве и других областях.
Что такое селекция растений?
Селекция растений – это процесс, направленный на улучшение генетических свойств растений путем выбора и разведения наиболее желательных признаков. Она является одним из основных методов современной сельского хозяйства и позволяет получать новые сорта и гибриды растений с улучшенными характеристиками.
Целью селекции растений является создание сортов и гибридов, которые обладают высокой урожайностью, устойчивостью к болезням и вредителям, адаптированностью к различным климатическим условиям, а также улучшенными вкусовыми и коммерческими качествами.
Для достижения этих целей селекция растений использует различные методы, такие как скрещивание, отбор, мутагенез и генная инженерия. Она также основана на понимании генетических закономерностей и принципов наследования признаков у растений.
Селекция растений имеет огромное значение для сельского хозяйства и экологии. Она позволяет увеличить урожайность и качество сельскохозяйственных культур, что способствует обеспечению продовольственной безопасности и снижению негативного воздействия сельского хозяйства на окружающую среду.
Однако селекция растений также имеет свои проблемы и ограничения. Некоторые из них включают длительность процесса, необходимость больших затрат на исследования и разработку новых сортов, а также возможность возникновения генетической эрозии и потери биологического разнообразия.
Отдаленная гибридизация растений
Выделяют два вида: межвидовая (пшеница мягких сортов и твердых) и межродовая (пшеница и рожь).
Селекционер в процессе получения гибридов постоянно сталкивается с рядом проблем. Основные из них:
- Трудности в скрещивании генетически разных видов;
- полученные гибридные семена не всходят;
- гибриды первого поколение бесплодны.
Причины возникновения такого рода проблем:
- Пыльца не приживается на рыльце другого сорта растений;
- пыльца приживается, но пыльцевые трубки прорастают медленно и не могут достигнуть зародышевого мешка;
- отсутствие оплодотворения;
- после успешного оплодотворения, зародыши часто замирают на стадии нескольких клеток;
- при нормальном развитии зародыша, могут формироваться невсхожие семена;
Причины бесплодия гибридов:
- Бесплодие наступает через несоответствие хромосомных наборов, отсутствие конъюгации гомологичных хромосом, нарушение фаз мейоза. Как следствие не возможно образование половых клеток.
- Недоразвитость органов размножения. Часто наблюдается неполноценное развитие мужских репродуктивных органов — пыльников; встречается также стерильность женских особей.
Отдаленная гибридизация растений
Условия появления плодовитого потомства:
- Скрещивание с одним из родителей. Применяется наиболее часто, имеет высокую эффективность, но следующее потомство получает обратно некоторые признаки родителей.
- Скрещивание с представителями первого поколения. При масштабных работах все-таки встречается небольшое количество растений способных к оплодотворению.
- Применение колхицина для создания полиплоидных форм. Позволяет удвоить хромосомный набор, что дает возможность клеткам завершить все фазы мейоза.
Отдалённая гибридизация растений необходима для создания устойчивых сортов и с высокой урожайностью. Созданы гибриды подсолнечника, семена которых содержат больше 50% масла и невосприимчивы к ряду заболеваний.
Путем гибридизации получены зимостойкие сорта озимой пшеницы, с высоким содержанием белка (после скрещивания с озимой рожью). Обнаружен дикий вид пшеницы, который невосприимчив к заболеваниям простой пшеницы. Планируется создание новых гибридов для передачи таких ценных свойств.
Картофель постоянно подвергается воздействию фитофторы, нематод, колорадских жуков. Чтобы сделать его устойчивым к неблагоприятным факторам, культурный картофель скрещивают с диким. Такие гибриды также стали скороспелыми, лучше переносят низкую температуру, могут родить два раза в год.
Отбор
Сравнительная характеристика естественного и искусственного отбора, их отличия и схожесть отражены в таблице.
|
Критерии |
Искусственный отбор |
Естественный отбор |
|
Звено, осуществляющее отбор |
Проводит селекционер |
Осуществляется под влиянием окружающей среды |
|
Ценные характеристики |
Отслеживаются, закрепляются |
Совершенствуются в процессе эволюции, наследственная передача |
|
В роли материала выступает |
Индивидуальный признак или признаки |
|
|
Характеристики, не несущие ценности |
Выбраковываются в процессе отбора |
Выбраковываются в процессе борьбы за существование |
|
Основные задачи, диктующие необходимость отбора |
Сохранением свойств полезных человеку |
Приспособлением растения, животного, микроорганизма к меняющимся условиям существования |
|
Цель отбора |
Получение новых штаммов, сортов, пород |
Видообразование |
|
Форма отбора |
Проводимый индивидуально; проводимый массово; бессознательный (стихийный); методический (сознательный) |
При изменении внешних условий – движущий, при постоянных условиях направлен на сохранение и закрепление признака – стабилизирующий. |
Массовый отбор сопровождается выделением организмов, интересующих человека по своим внешним фенотипическим параметрам. Генотип при этом не учитывается. Этот метод применяют издревле, что обусловлено сохранением генетической устойчивости пород и сортов на протяжении ряда лет. Это позволяет выводить сорта с высокой урожайностью.
Если отбор выполняют, учитывая влияние генотипа – совокупности генов одного организма, говорят об индивидуальном отборе
Фенотип здесь не учитывают, основное внимание здесь отводят проявлению признака в поколениях. Оценка по потомству – необходимый прием индивидуального отбора.
Гибридизация
Методом отбора нельзя получить новые генотипы. Для создания новых благоприятных комбинаций признаков (генотипов) применяют гибридизацию. Различают внутривидовую и межвидовую (отдаленную) гибридизацию.
Внутривидовая гибридизация — скрещивание особей одного вида. Применяют близкородственное скрещивание и скрещивание неродственных особей.
Близкородственное скрещивание (инбридинг) (например, самоопыление у растений) ведет к повышению гомозиготности, что, с одной стороны, способствует закреплению наследственных свойств, а с другой приводит к снижению жизнеспособности, продуктивности и вырождению.
Скрещивание неродственных особей (аутбридинг) позволяет получить гетерозисные гибриды. Если сначала вывести гомозиготные линии, закрепив желательные признаки, а затем провести перекрестное опыление между разными самоопыляющимися линиями, то в результате в ряде случаев появляются высокоурожайные гибриды. Явление повышенной урожайности и жизнеспособности у гибридов первого поколения, полученных при скрещивании родителей чистых линий, называется гетерозисом. Основная причина эффекта гетерозиса — отсутствие проявления вредных рецессивных аллелей в гетерозиготном состоянии. Однако уже со второго поколения эффект гетерозиса быстро снижается.
Межвидовая (отдаленная) гибридизация — скрещивание разных видов. Используется для получения гибридов, сочетающих ценные свойства родительских форм (тритикале — гибрид пшеницы и ржи, мул — гибрид кобылы и осла, лошак — гибрид коня и ослицы). Обычно отдаленные гибриды бесплодны, так как хромосомы родительских видов отличаются настолько, что невозможен процесс конъюгации, в результате чего нарушается мейоз. Преодолеть бесплодие у отдаленных гибридов растений удается с помощью полиплоидии. Восстановление плодовитости у гибридов животных более сложная задача, так как получение полиплоидов у животных невозможно.
Полиплоидия — увеличение числа хромосомных наборов. Полиплоидия позволяет избежать бесплодия межвидовых гибридов. Кроме того, многие полиплоидные сорта культурных растений (пшеница, картофель) имеют более высокую урожайность, чем родственные диплоидные виды. В основе явления полиплоидии лежат три причины:
- удвоение хромосом в неделящихся клетках,
- слияние соматических клеток или их ядер,
- нарушение процесса мейоза с образованием гамет с нередуцированным (двойным) набором хромосом.
Искусственно полиплоидию вызывают обработкой семян или проростков растений колхицином. Колхицин разрушает нити веретена деления и препятствует расхождению гомологичных хромосом в процессе мейоза.
Типы скрещиваний
В зависимости от задач селекционной работы и особенностей имеющегося в распоряжении селекционера материала для получения гибридной популяции требуемого качества применяют разные схемы скрещивания: простые и сложные, в число которых входят возвратные, ступенчатые и двойные.
Скрещивание двух родительских особей, выполненное однократно, называется простым. При простых скрещиваниях первое гибридное потомство формируется на основе объединения в каждом организме наследственных факторов от двух скрещиваемых родительских особей. При этом проявление признаков у растений первого гибридного потомства определяется взаимодействием аллельных пар генов, находящихся в ядрах отцовского и материнского организмов, а также влиянием генов, находящихся в цитоплазме материнского растения, так как гибридному потомству через яйцеклетку передается цитоплазма матери.
Внимание, только СЕГОДНЯ!
Сравнительная таблица по селекции растений
| Аспект | Определение | Пример |
|---|---|---|
| Селекция растений | Процесс выбора и разведения растений с желаемыми генетическими свойствами | Выбор и разведение растений с высокой урожайностью |
| Цели селекции растений | Улучшение урожайности, устойчивости к болезням, адаптации к различным условиям | Создание сортов пшеницы с повышенной устойчивостью к засухе |
| Методы селекции растений | Скрещивание, отбор, генетическая инженерия | Скрещивание разных сортов помидоров для получения новых гибридов |
| Основные этапы селекции растений | Сбор и анализ генетического материала, отбор лучших особей, разведение и испытание новых сортов | Сбор и анализ семян разных сортов яблонь, отбор самых крупных и сладких плодов |
| Значение селекции растений | Повышение урожайности, качества продукции, устойчивости к болезням и вредителям | Создание сортов картофеля с повышенной устойчивостью к картофельной болезни |
| Проблемы и ограничения селекции растений | Ограниченность генетического материала, возможность появления нежелательных эффектов | Появление новых сортов пшеницы с повышенной урожайностью, но с низким содержанием питательных веществ |
Отбор
В селекции действует естественный и искусственный отбор. Искусственный отбор бывает бессознательный и методический. Бессознательный отбор проявляется в сохранении человеком лучших особей для разведения и употреблении в пищу худших без сознательного намерения вывести более совершенный сорт или породу. Методический отбор осознанно направлен на выведение нового сорта или породы с желаемыми качествами.
В процессе селекции наряду с искусственным отбором не прекращает своего действия и естественный отбор, который повышает приспособляемость организмов к условиям окружающей среды.
| Признак | Естественный отбор | Искусственный отбор |
|---|---|---|
| Исходный материал для отбора | Индивидуальные признаки организмов | Индивидуальные признаки организмов |
| Отбирающий фактор | Условия среды (живая и неживая природа) | Человек |
| Путь благоприятных изменений | Остаются, накапливаются, передаются по наследству | Отбираются, становятся производительными |
| Путь неблагоприятных изменений | Уничтожаются в борьбе за существование | Отбираются, бракуются, уничтожаются |
| Направленность действия | Отбор признаков, полезных особи, популяции, виду | Отбор признаков, полезных человеку |
| Результат отбора | Новые виды | Новые сорта растений, породы животных, штаммы микроорганизмов |
| Формы отбора | Движущий, стабилизирующий, дизруптивный | Массовый, индивидуальный, бессознательный (стихийный), методический (сознательный) |
Отбор бывает массовый и индивидуальный. Массовый отбор — выделение из исходного материала целой группы особей с желательными признаками и получение от них потомства. Индивидуальный отбор — выделение отдельных особей с желательными признаками и получение от них потомства. Массовый отбор чаще применяют в селекции растений, а индивидуальный — в селекции животных, что связано с особенностями размножения растений и животных.
Суть отдаленной гибридизации
Позволяет получить новые породы животных и сорта растения более ценные для человека. Гибриды лошади с ослом — мулы — отличаются большой выносливостью, крепостью конституции, продолжительностью жизни; гибриды яка с крупным рогатым скотом превосходят сходные виды по массе и способности к откорму; гибриды одногорбого и двугорбого верблюдов превосходят исходные виды по размерам и работоспособности. Поэтому для получения таких гибридов с древних времен проводилось межвидовое скрещивание.
Скрещивание домашних животных с дикими предками дает плодовитое потомство и может быть использовано в целях селекции. М. Ф. Иванов в результате скрещивания тонкорунных овец с одним из подвидов диких баранов (муфлоном) получил новую породу горного мериноса. Казахский архаромеринос также получен в результате скрещивания тонкорунных овец с диким бараном (архаром). В результате скрещивания крупного рогатого скота с горбатым скотом (зебу) получены ценные группы молочного скота.
Селекция играет определенную роль в сохранении разнообразия органического мира. Когда в начале XX в. в Европе сохранились лишь единичные экземпляры зубров, то для спасения вида было проведено скрещивание зубров с бизонами. В настоящее время, возможно, в природе уже исчезла лошадь Пржевальского. Сохранилось несколько групп этих животных в зоопарках и заповеднике Аскания-Нова. Для спасения вида и сохранения гетерозиготности животных проводится обмен отдельными особями между зоопарками СССР, Чехословакии, США. Проведена гибридизация с домашней лошадью и гибридов — с дикой лошадью.
Мутагенез
Метод, сопровождающийся изменением структуры генов организма в ходе мутагенного воздействия. Различают спонтанный и индуцированный, оба действуют, повреждая ДНК. Факторы, вносящие дефекты в генетический аппарат, носят определение мутагенов и ведут к мутациям (генным перестройкам).
Механизмы индукции: апуринизация, дезаминирование, образование тиминовых димеров.
Мутантов выбирают на основе мониторинга и фенотипических параметров. В первом случае селекционеры выполняют количественное исследование нового параметра среди организмов, оказавшихся влиянием мутагенного воздействия. При втором учитывают фенотип, развившийся вследствие воздействия мутагена: ауксотрофность, резистентность и др.
Отдаленная гибридизация животных
Зоотехники используют собственно гибридизацию и межпородную гибридизацию, которая дает потомство способное к скрещиванию и рождению потомства. Истинно гибридные животные очень редко оказываются плодовитыми, что создает много проблем с дальнейшим их разведением.
У животных процесс получения гибридов затруднен из-за ряда факторов:
- Разное строение репродуктивных органов животных;
- гибель сперматозоидов в половых путях самки;
- отсутствие акта слития половых клеток;
- нарушения развития зиготы на ранних сроках.
Для преодоления возникших преград селекционеры стали использовать искусственное оплодотворение. Но проблемы с бесплодием полученного поколения остаются актуальными до сих пор. Различают полное бесплодие потомства, когда оба пола бесплодны, и частичное — один пол не способен к размножению. Чаще бесплодны самцы, тогда самок скрещивают с представителями исходного вида. Но в этом случае утрачивается часть ценных характеристик гибрида.
Отдаленная гибридизация животных встречалась еще в древние времена, примеры таких гибридов: мулы (помесь лошади и осла) и лошаки (результат скрещивания ослицы и жеребца), они отличались выносливостью и силой. Сарлыки — рождены от яков и коров, ценятся за повышенную жирность молока.
Отдаленная гибридизация животных
Гибридные животные, обычно, лучше родительских видов, это проявляется в повышенной работоспособности, продуктивности и т.д.
На фермах пользуются популярностью новые породы свиней, полученные в результате скрещивания домашней свиньи и дикой. Полученный гибрид быстрее приспосабливался к разным условиям жизни, стал ценным источником мяса.
Методы селекции растений
Селекция растений – это процесс выбора и разведения растений с желательными генетическими свойствами. Для достижения желаемых результатов селекция растений использует различные методы и техники. Вот некоторые из них:
Селекция по отбору
Этот метод основан на выборе растений с наиболее желательными признаками и использовании их для разведения следующего поколения. Например, если мы хотим получить растение с большими плодами, мы выбираем растения с самыми крупными плодами и используем их семена для посева следующего поколения. Таким образом, с каждым поколением мы улучшаем желаемый признак.
Селекция по гибридизации
Гибридизация – это скрещивание двух растений с разными генетическими свойствами для создания потомства с комбинированными характеристиками обоих родителей. Этот метод позволяет получить новые сорта с улучшенными признаками, такими как урожайность, устойчивость к болезням и вредителям, адаптация к различным условиям выращивания и т. д.
Селекция по мутациям
Мутации – это случайные изменения в генетическом материале растений. Некоторые мутации могут привести к появлению новых полезных признаков. Селекция по мутациям включает отбор растений с мутациями, которые дают желаемые свойства, и использование их для разведения новых сортов.
Селекция по тканевой культуре
Тканевая культура – это метод разведения растений из клеток или тканей в искусственных условиях. Этот метод позволяет получить большое количество генетически однородных растений за короткий период времени. Тканевая культура используется для разведения растений с желаемыми признаками, таких как устойчивость к болезням или способность к быстрому росту.
Молекулярная селекция
Молекулярная селекция – это метод, основанный на изучении генетической информации растений и использовании молекулярных маркеров для отбора растений с желаемыми генетическими свойствами. Этот метод позволяет более точно и эффективно выбирать растения с нужными признаками.
Все эти методы селекции растений имеют свои преимущества и ограничения, и часто используются в комбинации для достижения наилучших результатов. Они позволяют создавать новые сорта растений, которые лучше адаптированы к различным условиям выращивания, более устойчивы к болезням и вредителям, а также обладают высокой урожайностью и качеством.
Учение Н. И. Вавилова о центрах происхождения и многообразия культурных растений
|
Н.И.Вавилов |
Селекция — наука о создании новых и улучшении существующих пород животных, сортов растений, штаммов микроорганизмов. В основе селекции лежат такие методы, как гибридизация и отбор. Теоретической основой селекции является генетика.
Для успешного решения задач, стоящих перед селекцией, академик Н.И.Вавилов особо выделял значение:
-
Изучения сортового, видового и родового разнообразия интересующей нас культуры;
-
Влияния среды на развитие интересующих селекционера признаков;
-
Изучения наследственной изменчивости;
-
Знаний закономерностей наследования признаков при гибридизации;
-
Особенностей селекционного процесса для само- или перекрестноопылителей;
-
Стратегии искусственного отбора.
Породы, сорта, штаммы — искусственно созданные человеком популяции организмов с наследственно закрепленными особенностями: продуктивностью, морфологическими, физиологическими признаками.
Каждая порода животных, сорт растений, штамм микроорганизмов приспособлены к определенным условиям, поэтому в каждой зоне нашей страны имеются специализированные сортоиспытательные станции и племенные хозяйства для сравнения и проверки новых сортов и пород.
Для успешной работы селекционеру необходимо сортовое разнообразие исходного материала, с этой целью Н.И.Вавиловым была собрана коллекция сортов культурных растений и их диких предков со всего земного шара. К 1940 году во Всесоюзном институте растениеводства насчитывалось 300 тыс. образцов. Но с позиций лысенковщины, занявшей в то время руководящие позиции в биологической науке России и считавшей, что определяющую роль в создании новых форм играет окружающая среда, эта коллекция была не нужна. Работы по пополнению коллекции были прекращены. В настоящее время коллекция пополняется и является основой для работ по селекции любой культуры.
Н.И.Вавилов установил центры происхождения культурных растений, где находится наибольшее видовое и сортовое многообразие культурных растений.
Центры происхождения культурных растений (по Н.И.Вавилову).
|
Центры происхождения |
Местоположение |
Культивируемые растения |
|
1. Южноазиатский тропический 2. Восточноазиатский 3. Юго-Западноазиат-ский 4. Средиземноморский 5. Абиссинский 6. Центральноамериканский 7. Южноамериканский |
Тропическая Индия, Индокитай, о-ва Юго-Восточной Азии Центральный и Восточный Китай, Япония, Корея, Тайвань Малая Азия, Средняя Азия, Иран, Афганистан, Юго-Западная Индия Страны по берегам Средиземного моря Абиссинское нагорье Африки Южная Мексика Западное побережье Южной Америки |
Рис, сахарный тростник, цитрусовые, баклажаны и др. (50% культурных растений) Соя, просо, гречиха, плодовые и овощные культуры — слива, вишня и др. (20% культурных растений) Пшеница, рожь, бобовые культуры, лен, конопля, репа, чеснок, виноград и др. (14% культурных растений) Капуста, сахарная свекла, маслины, клевер (11% культурных растений) Твердая пшеница, ячмень, кофейное дерево, бананы, сорго Кукуруза, какао, тыква, табак, хлопчатник Картофель, ананас, хинное дерево. |
Наиболее богатыми по количеству культур являются древние центры цивилизации, именно там наиболее ранняя культура земледелия, более длительное время проводится искусственный отбор и селекция растений.
Виды селекции растений
Различные типы существующих процессов селекции растений включают:
- инбридинг;
- обратное скрещивание;
- селекцию мутаций;
- гибридную селекцию;
- генную инженерию.
Все эти процессы включают в себя свои собственные различные методы и способы, которые способствуют повышению урожайности сельскохозяйственных культур несколькими способами.
Обратное скрещивание
При этом растение с желаемыми признаками скрещивается с растением, которое не обладает желаемыми признаками, но обладает несколькими другими признаками.
Растение, обладающее желательным признаком, например, устойчивостью к плесени, скрещивается с растением, которое не обладает этим признаком, но желательно по всем остальным признакам. Существует этап контроля качества, чтобы убедиться, что единственным изменением исходного сорта является желаемый признак.
Инбридинг
В зависимости от вида некоторые растения могут быть оплодотворены сами по себе. Это делается для получения инбредного сорта, который из поколения в поколение остается точно таким же. Поскольку он сохраняет исходные черты, он полезен тремя способами: для исследований, в качестве новых сортов с истинной селекцией и в качестве родителей гибридов.
Гибридная селекция
В этой ситуации два разных инбредных сорта скрещиваются для получения потомства со стабильными характеристиками и гибридной энергией, где потомство намного более продуктивно, чем любой из родителей.
Селекция мутаций
Мутации в генах растений приводят к появлению новых сортов.
Естественные генетические мутации существуют во всем мире. Если эти случайные примеры будут найдены и восприняты как улучшение, их можно будет использовать для создания новых сортов. В качестве альтернативы мутации можно искусственно стимулировать, подвергая растения воздействию химических веществ или радиации.
Генная инженерия
Генная инженерия помогает в создании скрещивания с желаемыми признаками, вставляя интересующую игру в ДНК культуры. Такие культуры известны как генетически модифицированные культуры. Например, Bt-культуры.
Селекция и генетика растений
Грегор Мендель (1822-84) считается «отцом генетики». Он разработал законы наследования с помощью экспериментов с гибридизацией растений. Генетика стимулировала исследования по повышению урожайности сельскохозяйственных культур за счет селекции растений.
Генетическая модификация растений достигается путем добавления выбранного гена или генов к растению или путем уничтожения гена с помощью РНК-интерференции для получения желаемого фенотипа. Растения, полученные в результате добавления гена, часто упоминаются как трансгенные растения. Если гены генетической модификации вида или скрещиваемого растения используются для проверки их нативного промотора, то они называются цисгенными растениями. Иногда генетическая модификация может привести к появлению растения с заданным признаком или признаками быстрее, чем классическая селекция, потому что основная часть генома растения не изменяется.
Современная селекция растений
Иногда множество различных генов может влиять на желаемый признак в селекции растений. Использование таких инструментов, как молекулярные маркеры или ДНК-отпечатки пальцев, может нанести на карту тысячи генов. Это позволяет селекционерам проводить скрининг больших популяций растений на предмет людей, обладающих интересующей чертой. Скрининг основывается на наличии или отсутствии определенного гена, определяемого лабораторными процедурами, а не на визуальной идентификации выраженного признака внутри растения.
Классическая или традиционная селекция растений
Традиционная селекция в значительной степени основана на гомологичной рекомбинации между хромосомами для получения генетического разнообразия. Классический селекционер растений может также использовать различные методы in vitro, такие как слияние протопластов, спасение эмбрионов или мутагенез, для получения разнообразия и получения гибридных растений, которые могут не существовать в природе.
Другой метод заключается в преднамеренном скрещивании близкородственных или отдаленных особей для получения новых сортов или линий сельскохозяйственных культур с желаемыми свойствами. Растения для скрещивания используются для введения признаков или генов одного сорта или линии в замещающий генетический фон.
Шаг первый. Модель сорта
При всем различии целей, все сорта лесных древесных должны иметь следующие признаки:
- высокую продуктивность по селектируемому признаку в условиях данного региона;
- высокую экологическую стабильность для возможно более широкой амплитуды экологических условий;
- высокую зимостойкость, а также устойчивость к почвенной и атмосферной засухе;
- повышенную устойчивость к ветру, снеговалу и снеголому;
- устойчивость к болезням (корневой и стволовой гнили, ржавчине, фузариозу, раковым заболеваниям и т. д.), а также к энтомовредителям.
Для конкретных целей список должен быть дополнен специфическими требованиями. Все эти требования и являются каркасом для модели «идеального сорта».