Оглавление

• 1. Мировая коллекция растений и ее использование в селекции 2
• 2. Подбор родительских пар для скрещивания 3
• 3. Типы мутации и их использование в селекции 4
• 4. Перевод линий и сортов на стерильную основу 6
• 5. Оценка засухоустойчивости селекционного материала 8
• 6. Организация государственного сортоиспытания 9
• 7. Задачи Государственного сортоиспытания 10
• Список литературы 11


1. Мировая коллекция растений и ее использование в селекции

Коллекции мировых растительных ресурсов играют огромную и незаменимую роль в непрерывном процессе улучшения культурных растений. С каждым годом увеличивается объем взаимного обмена генресурсами между странами и континентами. В настоящее время в мировых генбанках продовольственных зерновых бобовых культур сохраняется более 900 тыс. образцов или 15% от общего числа образцов по всем культурным растениям и их диким сородичам. В Европейских генбанках хранится следующее количество образцов: гороха -- 47450; фасоли -- 47450; сои -- 27380; люпина -- 22430; кормовых бобов -- 18030; нута -- 11150; чечевицы -- 7780; всего зерновых бобовых -- 181670 образцов.

Принципиальная роль коллекций генресурсов заключается в кон-сервации генетического разнообразия внутри культивируемых видов и их диких сородичей и поддержании исследований и селекционных программ, обеспечивая их гермплазмой и ассоциативной информацией самый широкий круг пользователей.

Зерновые бобовые растения имеют толстую семенную кожуру, что препятствует излишней потере влаги и поддерживает хорошую жизнеспособность во время хранения и транспортировки. Семена бобовых хорошо хранятся при низких температурах и низкой влажности и их жизнеспособность может сохраняться в течение многих столетий при идеальных условиях хранения.

Различают 3 типа коллекций культурных растений и их диких сородичей:

Базовые коллекции - стратегические, длительно хранящиеся обычно при температуре > -18°С при предварительном высушивании до установленной влажности. Эти коллекции служат страховочным материалом для активной и рабочей коллекций.

Активные коллекции в целом поддерживаются при умеренных сроках хранения при температуре < 4°С и относительной влажности 15%. Их принципиальная роль -- удовлетворение спроса на материал, поступающий из базовой коллекции. Здесь проводится работа по характеристике образцов для удовлетворения требований селекционеров или научно-исследовательских групп. Эта работа требует междисцип-линарного подхода; она охватывает изучение коллекции, интегрированную в фундаментальные и прикладные научные программы.

Рабочие коллекции являются краткосрочными и создаются для специфических групп пользователей (селекционеры и специализированные исследовательские группы). Неспециализированный обычный спрос из нее не удовлетворяется.

Генетические источники исторически коллекционировались и использовались:

- в селекции растений уже в первой половине XX века (Вавилов, Харлан);

- в систематике и эволюции (Вавилов);

- для консервации старых сортов (местные сорта и примитивные материалы);

- для консервации диких видов.

2. Подбор родительских пар для скрещивания

Особое место в практике улучшения плодово-ягодных культур занимает селекционная работа И. В. Мичурина. Большое значение он придавал подбору родительских пар для скрещивания. При этом он не использовал местные дикорастущие сорта (так как они обладали стойкой наследственностью, и гибрид обычно уклонялся в сторону дикого родителя), а брал растения из других, отдаленных географических мест и скрещивал их друг с другом. Подобными методами вывели такие ценные сорта, как груша Бере зимняя Мичурина (от скрещивания южного сорта груши Бере Рояль и дикой уссурийской груши) и яблоня Бельфлер-китайка (родители: американский сорт Бельфлер желтый и китайская яблоня родом из Сибири).

Важным звеном в работе Мичурина было целенаправленное воспитание гибридных сеянцев: в определенный период их развития создавались условия для доминирования признаков одного из родителей и подавления признаков другого, т. е. эффективное управление доминированием признаков (разные приемы обработки почвы, внесение удобрений, прививки в крону другого растения и т. п.). Использовался и метод ментора -- воспитание на подвое. В качестве привоя он брал как молодое растение, так и почки от зрелого плодоносящего дерева. Этим методом удалось придать желаемую окраску плодам гибрида вишни с черешней под названием “Краса севера”. Мичурин применял также отдаленную гибридизацию. Им получен своеобразный гибрид вишни и черемухи -- церападус, а также гибрид терна и сливы, яблони и груши, персика и абрикоса. Все мичуринские сорта поддерживают путем вегетативного размножения.

3. Типы мутации и их использование в селекции

Мутации -- качественные или количественные изменения ДНК клеток организма, приводящие к изменениям их генотипа. Мутационная теория была создана голландцем Гуго де Фризом, который и ввел этот термин. Начав в 1901 г. изучение наследования признаков у растений ослинника, он обнаружил, что, несмотря на то, что обычно удавалось предсказать появление растения с тем или иным фенотипом, иногда появлялись формы, имеющие признаки, не наблюдавшиеся в предыдущих поколениях. Ученый предположил, что такие аномалии связаны с возникновением каких-то фенотипически проявляющихся изменений в генотипе, которые, кроме того, могут передаваться потомству.

Характеристика мутаций

Мутации -- внезапные скачкообразные изменения наследственных факторов.

Мутации представляют собой стойкие изменения наследственного материала.

Мутации -- качественные изменения, они, как правило, не образуют непрерывного ряда вокруг средней величины.

Мутации представляют собой ненаправленные изменения генотипа -- они могут быть полезными (очень редко), вредными (большинство мутаций) и безразличными для данных условий существования организма.

Мутации могут повторяться.

Возникающие мутации могут передаваться по наследству в ряду поколений. При половом способе размножения это касается только лишь изменений генетического материала половых клеток и их предшественников (генеративные мутации), в то время как мутации соматических клеток (соматические мутации) остаются “достоянием” особи-носителя. Однако у организмов, размножающихся вегетативным путем, соматические мутации могут передаваться потомкам. Этот факт имеет огромное значение для селекции растений. Существует несколько принципов классификации мутаций.

Типы мутаций:

- по изменению генотипа:

а) генные,

б) хромосомные,

в) геномные.

- по изменению фенотипа:

а) морфологические,

б) биохимические,

в) физиологические,

г) летальные

- по отношению к генеративному пути:

а) соматические,

в)генеративные.

- по поведению мутации в гетерозиготе:

а)доминантные,

б) рецессивные.

- по локализации в клетке:

а)ядерные,

б) цитоплазматические.

- по причинам возникновения:

а) спонтанные,

б) индуцированные.

4. Перевод линий и сортов на стерильную основу

Ежегодно ученые институтов Отделения выявляют более тысячи генисточников, устойчивых к абиотическим и биотическим факторам среды, создают и передают в Государственную комиссию по испытанию и охране селекционных достижений 250-300 новых сортов и гибридов. Создают генетически трансформированные организмы (рапс, картофель, морковь, сахарная свекла, томат, малина и др.).

Созданные сорта и гибриды отличаются значительным превосходством по сравнению со стандартами по величине и качеству урожая, а также устойчивости к стрессам. Так, в 2000 г., по данным международного испытания сортов озимой пшеницы в Канаде, сорт Московская 39 (автор -- член-корр. Россельхозакадемии Б. И. Сандухадзе) признан лучшим, сочетающим стабильную урожайность с высоким качеством зерна. В настоящее время Московская 39 возделывается в Нечерноземье на больших площадях, урожайность достигает 5-7 т/га.

Благодаря сортам нового типа создан регион производства продовольственного высококачественного зерна в центре России, где проживает более половины населения страны.

Высокорезультативно работает школа селекционеров, подготовленная академиком, дважды Героем Социалистического Труда, лауреатом Государственной премии П. П. Лукьяненко. В последние годы в Краснодарском НИИСХ на основе фундаментальных исследований создан сортимент озимой мягкой пшеницы с потенциалом продуктивности выше 11 т/га. Новые сорта отвечают требованиям к сильным пшеницам, обладают комплексной устойчивостью к ряду опасных патогенов.

Академиком Россельхозакадемии, Героем Социалистического Труда, лауреатом Государственной премии И. Г. Калиненко и его учениками получены новые высокопродуктивные сорта зерновых культур, площадь возделывания которых в южных регионах России достигает 3-3,5 млн га, что обеспечивает значительные прибавки урожая зерна. Их использование способствует получению дополнительно около 2 млн т зерна в год.

Успешно продолжает работать школа селекционеров, созданная дважды Героем Социалистического Труда, академиком ВАСХНИЛ В. С. Пустовойтом. Разработанные во ВНИИМК и его сети принципиально новые методы селекции и семеноводства масличных культур позволяют ежегодно передавать на Госсортоиспытание до 15 сортов и гибридов, в т.ч. 7-9 -- подсолнечника.

Особенно следует отметить серии кубанских и донских гибридов подсолнечника с ценным маслом, аналогичным оливковому, комплексной устойчивостью к основным патогенам и урожайностью семян до 4 т/га. Создана целая серия сортов подсолнечника кондитерского направления, заменяющих ореховое сырье, таких, как СПК, Лакомка, Донской крупноплодный. Институтом создан первый сорт силосного направления Белоснежный с урожайностью зеленой массы более 50 т/га и содержанием сахаров, близким к кукурузе.

5. Оценка засухоустойчивости селекционного материала

Обычным явлением для многих регионов России и государств СНГ стали засухи. Засуха -- это длительный бездождливый период, сопровождаемый снижением относительной влажности воздуха, влажности почвы и повышением температуры, когда не обеспечиваются нормальные потребности растений в воде. На территории России имеются регионы неустойчивого увлажнения с годовым количеством осадков 250-500 мм и засушливые, с количеством осадков менее 250 мм в год при испаряемости более 1000 мм.

Для формирования урожая существенно относительно равномерное распределение осадков, особенно в период активного роста растений. Во многих регионах, в том числе в Нечерноземье, особенно эффективны дожди в мае и июне, однако именно эти месяцы бывают засушливыми. Наибольший вред засуха причиняет в весеннее и летнее время, когда идет формирование генеративных органов растений. В отдельные годы урожайность сельскохозяйственных культур, пострадавших от засухи, снижается до минимальных величин (у зерновых до 0,3-0,4 т/га).

Засухоустойчивость -- способность растений переносить длительные засушливые периоды, значительный водный дефицит, обезвоживание клеток, тканей и органов. При этом ущерб урожая зависит от продолжительности засухи и ее напряженности. Различают засуху почвенную и атмосферную.

Почвенная засуха вызывается длительным отсутствием дождей в сочетании с высокой температурой воздуха и солнечной инсоляцией, повышенным испарением с поверхности почвы и транспирацией, сильными ветрами. Все это приводит к иссушению корнеобитаемого слоя почвы, снижению запаса доступной для растений воды при пониженной влажности воздуха. Атмосферная засуха характеризуется высокой температурой и низкой относительной влажностью воздуха (10-20 %). Жесткая атмосферная засуха вызывается перемещением масс сухого и горячего воздуха -- суховея. К тяжелым последствиям приводит мгла, когда суховей сопровождается появлением в воздухе почвенных частиц (пыльные бури).

Атмосферная засуха, резко усиливая испарение воды с поверхности почвы и транспирацию, способствует нарушению согласованности скоростей поступления из почвы в надземные органы воды и потери ее растением, в результате растение завядает. Однако при хорошем развитии корневой системы атмосферная засуха не причиняет растениям большого вреда, если температура не превышает переносимый растениями предел. Продолжительная атмосферная засуха в отсутствие дождей приводит к почвенной засухе, которая более опасна для растений.

Обычно атмосферная и почвенная засухи сопровождают друг друга. В чистом виде атмосферная засуха нередко наступает весной, когда почва еще насыщена водой после схода снега. Почвенная засуха часто наблюдается в середине или конце лета, когда зимние запасы влаги уже исчерпаны, а летних осадков оказалось недостаточно. Почвенная засуха всегда снижает урожай, а если она начинается очень рано, то может привести к полной потере урожая.

6. Организация государственного сортоиспытания

Цель государственного испытания в нашей стране --дать объективную оценку новым сортам и выделить из них лучшие, превышающие по комплексу признаков сорта, выращиваемые в настоящее время, подобрать регионы для их возделывания, указать, каковы перспективы их культивирования, в частности с применением интенсивных технологий.

Результаты испытаний, проведенных только в одном месте, недостаточны для полной оценки сорта, поэтому на госсортоиспытание нередко попадают сорта, которые впоследствии выбраковы-иают. Из сотен сортов, поступивших на госсортоиспытание, получили распространение лишь десятки, это особенно относится к традиционным плодовым и ягодным культурам. Для достоверной оценки любого сорта необходимо его испытание в различных географических точках. Эту задачу решает сеть госсортоучастков, расположенных в различных регионах России.

Принцип эколого-географического испытания новых селекционных и интродуцированных сортов прекрасно зарекомендовал себя в России, природные условия которой исключительно разнообразны. Эколого-географическое испытание позволяет выявить пластичные сорта, обладающие высокой адаптационной способностью или наиболее полно раскрывающие свои возможности в новых условиях. Сортоизучение -- продолжение селекционного процесса, его заключительная фаза. В то же время это начало прямого использования сорта в производстве продукции.

Сортоучастки по испытанию сортов плодовых и ягодных культур располагают в регионах их достаточно широкого возделывания. Чаще всего их организуют на территории специализированных плодовых хозяйств, при научно-исследовательских учреждениях. В последнее время ряд крупных сортоучастков получил статус самостоятельных предприятий, за ними закреплены земельные угодья и средства производства продукции.

7. Задачи Государственного сортоиспытания

Основными задачами Государственного сортоиспытания являются:

- осуществление единой политики в области испытания и охране селекционных достижений;

- обеспечение правовой охраны селекционных достижений;

- обеспечение эффективного функционирования единой государственной службы по испытанию и охране селекционных достижений;

- руководство научнометодической и организационно-хозяйственной деятельностью подведомственных предприятий, учреждений и организаций;

- осуществление Международного сотрудничества в области охраны и использования селекционных достижений.

Список литературы

1. Баталова Г. А. Овес. Технология возделывания и селекции. - Киров. 2000.

2. Гончаров П. Л., Гончаров Н. П. Методические основы селекции. -новосибирск, 1993.

3. Ефременко Н. Н. Сопсобы мутации и их использование в селекции. Киров. 1976.