Гетерозисные гибриды растений

Новые сорта и гибриды растений: новые возможности для аграриев

Ежегодно в Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию, вносятся новые сорта и гибриды растений.

Важность Госреестра для селекционного процесса

Сорт или гибрид попадает в Госреестр только после успешного прохождения сортоиспытаний на государственных сортоиспытательных станциях, размещенных в различных климатических зонах страны.

Оценка новых сортов и гибридов

Новый сорт проходит сравнение со стандартом по специальным методикам. Если он обладает существенными отличиями, однороден и стабилен, превосходит стандарт по различным признакам, таким как урожайность, качество плодов, форма растений, устойчивость к болезням, то его добавляют в Государственный реестр селекционных достижений.

Преимущества новых сортов и гибридов

Новые сорта и гибриды овощных культур превосходят старые сорта, созданные десятки лет назад, по нескольким важным признакам. Они обладают повышенной урожайностью, интересным внешним видом, вкусными плодами и длительным сроком хранения. Возможности их использования расширяются, а пригодность к механизированной уборке увеличивается.

Гетерозис и его роль в селекции

Гетерозис, или гибридная сила, представляет собой ускорение роста, повышение жизнеспособности и плодовитости, которые проявляются при скрещивании гибридов первого поколения (F1). Эти гибриды значительно превосходят своих родителей. В настоящее время более половины сортов в Госреестре являются гибридами.

Разнообразие окрасок плодов у гибридов

Гибриды удивляют разнообразием окрасок плодов. Томаты могут быть розовыми, зелеными, фиолетовыми, оранжевыми, желтыми и малиновыми, огурцы – белыми, баклажаны – розовыми, белыми, зелеными, сиреневыми, красными и полосатыми, а перцы сладкие – оранжевыми, черными, сиреневыми, желтыми, белыми и кремовыми.

Сравнение новых сортов и гибридов со старыми

Несмотря на многочисленные преимущества гибридов, старые сорта овощных культур остаются важным источником для селекционного процесса. Например, по некоторым показателям, таким как вкусовые качества, новинки не могут сравниться со старыми сортами. Современные гибриды уступают старым сортам в содержании витамина C, сахара, каротина, а также в аромате и сахаристости.


Markdown formatting applied to the text for readability and structure.

Селекция: история и методы

Селекция – это разработка научно обоснованных методов создания и улучшения сортов культурных растений и пород домашних животных. Эти методы применяются как в растениеводстве, так и в животноводстве. Целью проведения селекционной работы является создание сортов растений и пород животных с желаемыми биологическими и хозяйственными характеристиками.

История селекции

История селекции насчитывает тысячелетия. Древние селекционеры, используя искусственный отбор, создавали сорта культур, приспособленные к местным условиям и обладающие стабильными урожаями. С течением времени отбор стал массовым, появилась народная селекция растений и животных.

Местные селекционеры создавали различные сорта пшеницы, яблонь, подсолнечника и породы скота, например, холмогорскую и ярославскую, которые были адаптированы к местным условиям и обладали высокой продуктивностью.

Развитие научной селекции

С развитием генетики в начале 20 века началось развитие научной селекции. Открытие законов наследственности и изменчивости позволило проводить сознательный отбор и управлять наследственными характеристиками растений и животных.

Современная селекция основана на методическом отборе в двух направлениях. Он включает в себя сохранение сортовых и породных признаков через массовый отбор, а также их улучшение с помощью индивидуального отбора. Для достижения оптимальных комбинаций признаков, например, сочетания урожайности с устойчивостью к засухе, применяют гибридизацию с последующим отбором.

Пример селекции

Селекция в животноводстве и растениеводстве

В животноводстве обычно применяют индивидуальный отбор и гибридизацию, используя различные виды скрещивания:

  • близкородственное (инбридинг)
  • неродственное (аутбридинг)

Цель близкородственного скрещивания — перевод большинства генов породы в гомозиготное состояние. Задача неродственного скрещивания — комбинация нескольких полезных признаков. При скрещивании разных пород животных или сортов растений, а также при межвидовых скрещиваниях наблюдается мощное развитие гибридов первого поколения, их высокая жизнеспособность.

Гибриды огурца и томата

Удалось получить гетерозисные гибриды огурца и томата, урожайность которых на 10-30% выше, чем у обычных сортов. Разработаны способы преодоления бесплодия межвидовых гибридов, благодаря чему были получены гибриды пшеницы с рожью (тритикале) и с пыреем (пшенично-пырейные гибриды), удачно сочетающие лучшие качества исходных форм (высокую урожайность зерна и зелёной массы с холодостойкостью).

Искусственный мутагенез

В селекции широко используют метод искусственного мутагенеза. Путём воздействия мутагенами на исходный материал происходит резкий рост числа мутаций, среди которых часто появляются формы с полезными признаками.

Таблица 1. Центры происхождения культурных растений

РегионРастения
Тропическая ИндияРис, сахарный тростник, цитрусовые
ИндокитайОгурец, баклажан
Южный Китай

Селекция микроорганизмов

В связи с развитием производств на основе биотехнологий, стала актуальной селекция микроорганизмов. Новые штаммы микроорганизмов имеют значение для производства кормового белка, ферментативных и витаминных препаратов, антибиотиков, используемых в сельском хозяйстве, медицине, пищевой промышленности. Разработаны способы внедрения в бактериальную клетку определённых генов, в т.ч. человека, для интенсивного выработки белка, кодируемого чужим геном.

Методы селекции растений

Основными методами селекции растений являются отбор и гибридизация. Метод отбора не позволяет получить формы с новыми признаками и свойствами, он только выделяет генотипы, уже имеющиеся в популяции. Для обогащения генофонда создаваемого сорта растений и получения оптимальных комбинаций признаков применяют гибридизацию с последующим отбором.

Искусственный отбор

В селекции различают два основных вида искусственного отбора: массовый и индивидуальный.

Благодаря селекции, можем получать новые сорта растений и животных с необходимыми свойствами, увеличивая урожайность и эффективность производства.

Селекция культурных растений: методы и применение

Селекция культурных растений играет важную роль в сельском хозяйстве, позволяя получать устойчивые, урожайные сорта и гибриды. Рассмотрим основные методы селекции и их применение.

География селекции

Центральный и Восточный Китай, Япония, Корея, Тайвань

  • Соя, просо, гречиха, слива, вишня

Малая и Средняя Азия, Иран, Афганистан, Юго-Западная Индия

  • Пшеница, рожь, бобовые культуры, лен, конопля, морковь, виноград

Страны по берегам

  • Капуста, сахарная свекла, маслины, кормовые травы

Абиссинское нагорье Африки

  • Твердая пшеница, ячмень, сорго, кофейное дерево, банан, кукуруза, какао, тыква, табак, хлопчатник

Западное побережье Южной Америки

Массовый отбор

Массовый отбор – это выделение особей с желаемыми признаками без проверки генотипа. Этот метод позволяет улучшать местные сорта, хотя результаты могут быть неустойчивыми.

Индивидуальный отбор

Индивидуальный отбор позволяет получить и оценить потомство каждого растения для увеличения гомозиготности. Этот метод особенно эффективен при скрещиваниях.

Методы гибридизации

Существуют два основных типа скрещивания: инбридинг (близкородственное) и аутбридинг (неродственное). Инбридинг применяют для закрепления признаков, а аутбридинг для создания гетерозиготных популяций.

Селекция культурных растений является важным направлением сельскохозяйственной деятельности, позволяя улучшать сорта и получать урожайность и устойчивость. Эффективное применение различных методов селекции способствует развитию сельского хозяйства и обеспечению продовольственной безопасности.

Вместе с тем чистые линии, полученные в результате инбридинга, отличаются не только различными признаками, но и степенью снижения жизнеспособности (часто наблюдается ослабление организмов, их постепенное вырождение), обусловленной переходом в гомозиготное состояние всех рецессивных мутаций, которые преимущественно являются вредными. Если эти чистые линии скрещиваются между собой, то обычно наблюдается эффект гетерозиса.

Гетерозис, или гибридная мощность, — это явление повышенной жизнеспособности и продуктивности гибридов первого поколения по сравнению с обеими родительскими формами. В дальнейших поколениях его эффект ослабляется и исчезает. Предполагается, что гетерозис связан с высоким уровнем гетерозиготности межлинейных гибридов.

На рис. Пример гетерозиса

Кукуруза была первым растением, у которого получение высокопродуктивных гетерозисных гибридов было поставлено на промышленную основу. Валовые сборы зерна такого гибрида были на 20-30% выше, чем у родительских организмов. Однако нередко сочетание разных признаков у чистых линий оказывается неблагоприятным; поэтому, создав большое количество чистых линий, экспериментально определяют наилучшие комбинации гибридизации, которые затем используются в производстве.

Полиплоидия и отдаленная гибридизация. При создании новых сортов растений селекционеры широко используют метод автополиплоидии, который приводит к увеличению размеров клеток и всего растения вследствие умножения числа наборов хромосом. Кроме того, избыток хромосом повышает их устойчивость к патогенным организмам (вирусам, грибам, бактериям) и ряду других неблагоприятных факторов, например к радиации: при повреждении одной или даже двух гомологичных хромосом аналогичные остаются неповрежденными. Полиплоидные особи жизнеспособнее диплоидных.

Ценные результаты дает также использование в селекции явления аллополиплоидии, в основе которого лежит метод отдаленной гибридизации, т. е. скрещивания организмов, относящихся к разным видам и даже родам. Например, выведены межвидовые полиплоидные гибриды капусты и редьки, ржи и пшеницы. Гибридизация пшеницы (Triticum) и ржи (Secale) позволила получить ряд форм, объединенных общим названием тритикале. Они обладают высокой урожайностью пшеницы и зимостойкостью и неприхотливостью ржи, устойчивостью ко многим болезням, в том числе к линейной ржавчине, являющейся одним из главных факторов, ограничивающих урожайность пшеницы.

На основе гибридизации пшеницы и пырея российским академиком Н. В. Цициным получены пшенично-пырейные гибриды, отличающиеся высокой урожайностью и устойчивостью к полеганию. Однако отдаленные гибриды, как правило, бесплодны. Это связано с содержанием в геноме различных хромосом, которые в мейозе не конъюгируют. Для восстановления плодовитости у межвидовых гибридов в 1924 г. советский генетик Г. Д. Карпеченко предложил использовать у отдаленных гибридов удвоение числа хромосом, которое приводит к образованию амфидиплоидов.

Г. Д. Карпеченко проводил скрещивание редьки и капусты. Число хромосом у этих растений одинаково (2л = 18). Соответственно, их гаметы несут по 9 хромосом. Гибрид капусты и редьки имеет 18 хромосом, но он бесплоден, так как хромосомы этих растений в мейозе не конъюгируют, поэтому процесс образования гамет не может протекать нормально. В результате удвоения числа хромосом в бесплодном гибриде оказалось 36 хромосом, слагающихся из двух полных диплоидных наборов редьки и капусты. Это создало нормальные возможности для мейоза: хромосомы капусты и хромосомы редьки конъюгировали между собой. Каждая гамета несла по одному гаплоидному набору редьки и капусты (9 + 9 = 18). В зиготе вновь оказалось 36 хромосом; межвидовой гибрид стал плодовитым. По фенотипу новый растительный организм совмещал признаки редьки и капусты, например, в строении стручка.

Спонтанный и индуцированный мутагенез. Спонтанные мутанты используются преимущественно в селекции растений. Так, на основе мутанта желтого безалколоидного люпина получено несколько сортов сладкого люпина, которые выращивают на корм скоту. Люпин, содержащий алкалоиды, для этой цели непригоден, поскольку животные его не едят.

Гетерозисные гибриды растений

На рис. Люпин Кормовой

Создание пород домашних животных началось вслед за их приручением и одомашниванием, которое началось 10–12 тыс. лет назад. Содержание в неволе снижает действие стабилизирующей формы естественного отбора. Различные формы искусственного отбора (сначала бессознательный, а затем методический) приводят к созданию всего многообразия пород домашних животных.

В селекции животных, по сравнению с селекцией растений, есть ряд особенностей. Во-первых, для животных характерно в основном половое размножение, поэтому любая порода является сложной гетерозиготной системой. Оценка качеств самцов, которые внешне у них не проявляются (яйценоскость, жирномолочность), оцениваются по потомству и родословной. Во-вторых, у многих видов имеет место позднее половое созревание, смена поколений происходит через несколько лет. В-третьих, потомство немногочисленное.

Основными методами селекции животных являются?гибридизация?и?отбор. Различают те же методы скрещивания — близкородственное скрещивание,?инбридинг, и неродственное,?аутбридинг. Инбридинг, как и у растений, приводит к депрессии. Отбор у животных проводится по экстерьеру (определенным параметрам внешнего строения), т.к. именно он является критерием породы.

Направлено на сохранение и улучшение породы. Практически выражается в отборе лучших производителей, выбраковке особей, не отвечающих требованиям породы. В племенных хозяйствах ведутся племенные книги, отражающие родословную, экстерьер и продуктивность животных многих поколений.

Используют для создания новой породы. При этом часто проводят близкородственное скрещивание — родителей скрещивают с потомством, братьев с сестрами, что помогает получить большее число особей, обладающих нужными свойствами. Инбридинг сопровождается жестким постоянным отбором; обычно получают несколько линий, затем производят скрещивание разных линий.

Примером может служить выведенная академиком М.Ф. Ивановым порода свиней — украинская белая степная. При создании этой породы использовались свиноматки местных украинских свиней с небольшой массой и невысоким качеством мяса и сала, но хорошо приспособленных к местным условиям. Самцами-производителями были хряки белой английской породы. Гибридное потомство вновь было скрещено с английскими хряками, в нескольких поколениях применялся инбридинг. Были получены линии, при скрещивании которых появились родоначальники новой породы, которые по качеству мяса и массе не отличались от английской породы, по выносливости — от украинских свиней.

Использование эффекта гетерозиса

Часто при межпородном скрещивании в первом поколении проявляется эффект гетерозиса; гетерозисные животные отличаются скороспелостью и повышенной мясной продуктивностью. Например, при скрещивании двух мясных пород кур получают гетерозисных бройлерных кур, при скрещивании беркширской и дюрокджерсейской пород свиней получают скороспелых свиней с большой массой и хорошим качеством мяса и сала.

На рис. Бройлер

Испытание по потомству

Проводят для подбора самцов, у которых не проявляются некоторые качества («молочность и жирномолочность» быков, «яйценоскость» петухов). Для этого производителей-самцов скрещивают с несколькими самками, оценивают продуктивность и другие качества дочерей, сравнивая их с материнскими и со среднепородными.

Используют для получения потомства от лучших самцов производителей, тем более что половые клетки можно хранить при температуре жидкого азота любое время.

Гормональная суперовуляция и трансплантация эмбрионов

С помощью этого метода у выдающихся коров можно забирать десятки эмбрионов в год, а затем имплантировать их другим коровам; эмбрионы так же хранятся при температуре жидкого азота. Это дает возможность увеличить в несколько раз число потомков от выдающихся производителей.

Межвидовое скрещивание известно с древних времен. Чаще всего межвидовые гибриды стерильны (нарушение мейоза и, как следствие, отсутствие гаметогенеза). С глубокой древности человек использует гибрид кобылицы с ослом — мула, который отличается выносливостью и долгожительством. Но иногда гаметогенез у отдаленных гибридов протекает нормально, что позволило получить новые ценные породы животных. Примером являются архаромериносы, которые, как и архары, могут пастись высоко в горах, а как мериносы, дают хорошую шерсть. Получены плодовитые гибриды от скрещивания местного крупного рогатого скота с яками и зебу. При скрещивании белуги и стерляди получен плодовитый гибрид — бестер, хорька и норки — хонорик, продуктивен гибрид между карпом и карасем.

Гетерозисные гибриды растений

Гетерозисные гибриды растений

Гетерозис у растений f1

Гетерозисные гибриды растений

Гетерозисные гибриды растений

Цитоплазматическая мужская стерильность у растений

Гетерозисные гибриды растений

Аутбридинг и гетерозис

Гетерозисные гибриды растений

Гетерозисные гибриды растений

Гетерозисные гибриды растений

Гетерозисные гибриды растений

Гибрид банана и ананаса

Гетерозисные гибриды растений

Гетерозис в селекции растений

Гетерозисные гибриды растений

Гетерозисные гибриды растений

Сингентовские гибриды подсолнечника

Гетерозисные гибриды растений

Необычные сорта растений

Гетерозисные гибриды растений

Гетерозис метод селекции

Гетерозисные гибриды растений

Гетерозис в селекции животных

Гетерозисные гибриды растений

Вегетативная гибридизация растений

Гетерозисные гибриды растений

Гетерозисные гибриды растений

Гетерозисные гибриды растений

Бионика растения рисунок

Гетерозисные гибриды растений

Гетерозисные гибриды растений

Гибрид банана и киви

Гетерозисные гибриды растений

Гетерозисные гибриды растений

Гетерозисные гибриды растений

Орхидея Венерин башмачок

Гетерозисные гибриды растений

Гибриды животных и растений

Гетерозисные гибриды растений

Гетерозисные гибриды растений

Клубника белая Жемчужина

Гетерозисные гибриды растений

Гетерозисные гибриды растений

Селекция растений Введение

Гетерозисные гибриды растений

Капустно-редечный гибрид Карпеченко

Гетерозисные гибриды растений

Гетерозисные гибриды растений

Гетерозисные гибриды растений

Хищное растение Чародейка

Гетерозисные гибриды растений

Этапы селекционной работы

Гетерозисные гибриды растений

Наследственность у растений

Гетерозисные гибриды растений

Цикл размножения покрытосеменных растений

Гетерозисные гибриды растений

Гетерозисные гибриды растений

Эволюция растительного мира

Гетерозисные гибриды растений

Этапы вегетации озимой пшеницы

Гетерозисные гибриды растений

Схема посадки плоловыхьдеревьев

Гетерозисные гибриды растений

Гетерозисные гибриды растений

Сельдерейные (зонтичные) плод

Гетерозисные гибриды растений

Фазы роста бобовых культур

Гетерозисные гибриды растений

Гетерозисные гибриды растений

Мелотрия шершавая семена

Гетерозисные гибриды растений

Гетерозисные гибриды растений

Гетерозисные гибриды растений

Гетерозисные гибриды растений

Огурец Конни f1

Гетерозисные гибриды растений

Ежемалина Тайберри Медана

Гетерозисные гибриды растений

Аутбридинг в селекции растений

Гетерозисные гибриды растений

Гетерозисные гибриды растений

Фаза созревания подсолнечника

Гетерозисные гибриды растений

Pineberry ‘Snow White’

Гетерозисные гибриды растений

Гетерозисные гибриды растений

Клубника белая Ананасная Пайнберри

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *