Исскуственное скрещивание бобовых растений

Министерство образования  и науки Российской Федерации

Федеральное государственное  автономное образовательное учреждение

высшего профессионального  образования

«Дальневосточный федеральный  университет»

(ДВФУ)

Школа педагогики

 

Реферат.

 

 

Искусственное скрещивание  бобовых растений.

 

 

                          Выполнила: Студентка с2502

                            Богданова. М.В

                                                Проверил: Быковская. Н.В

 

Уссурийск 2012

 

Содержание.

 

   1.   Понятие об искусственном скрещивании……………..2

2. Отбор и типы скрещивания…………………………….4

3. Скрещивание гороха…………………………………….6

              4.Методы селекции на примере Люпина………………….12

5. Список литературы………………………………………18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

Понятие об искусственном  скрещивании.

Искусственное скрещивание проводят путем нанесения  на рыльца цветков материнского растения пыльцы, собранной с цветков подобранных  одного или нескольких отцовских  растений. Такое скрещивание позволяет  контролировать не только подбор родительских растений, но и сам процесс опыления и оплодотворения, более совершенно сочетать в гибридном потомстве  заданные признаки и свойства родительских форм, расширять изменчивость признаков. Оно обеспечивает более высокий  и устойчивый в поколениях эффект гетерозиса, чем свободное скрещивание.

Искусственное скрещивание особенно эффективно при  создании сортов с новыми признаками, при повышении качественных показателей  и иммунитета. Выявление общей  и особенно специфической комбинационной способности гетерозисных пар на фертильной и стерильной основе на первых этапах можно проводить только с помощью искусственного скрещивания, прямого или реципрокного. Оно позволяет более активно влиять на развитие гибридного потомства, на сочетание нужных признаков путем отбора материнских и отцовских растений с наибольшей выраженностью признаков, которые требуется синтезировать и развивать в гибридном потомстве заданного сорта. Такое скрещивание позволяет в какой-то мере усиливать нужные и ослаблять отрицательные признаки в гибридном потомстве путем повторных, возвратных и насыщающих скрещиваний. Усиливать влияние той или другой родительской формы в гибридном потомстве можно и в процессе самого скрещивания, используя цветки разного возраста, разной активности в оплодотворении. Пыльца и рыльце молодого цветка обычно более активно участвуют в оплодотворении, чем старого цветка. Влияние отцовской формы можно усиливать массированным воздействием большого количества пыльцы или смеси пыльцы с разных растений отцовского сорта. Искусственное скрещивание позволяет с большим эффектом использовать отдаленную межвидовую гибридизацию у многолетних трав. При отдаленных межвидовых скрещиваниях, когда наблюдается явление нескрещиваемости из-за разноплоидности, селективности оплодотворения и других причин, с успехом используют полиплоидию. Хорошие результаты дает опыление смесями пыльцы.

Искусственное скрещивание можно проводить  в любом питомнике и даже на полях размножения. Однако более  целесообразно закладывать специальный  питомник гибридизации с индивидуальным размещением растений. В него помещают только намеченные к скрещиванию сорта и формы, биотипы, линии. Это позволит раскрыть популяцию подобранного сорта, выявить наиболее ценные биотипы, облегчит оценку и отбор растений для скрещивания.

2

Технически  такой травостой удобен для проведения скрещивания, ухода за растениями и  сохранения опыленных соцветий и 

гибридных семян. Еще удобнее скрещивания  проводить в теплице, выращивая  за год не менее двух поколений.

Для скрещиваний среди  популяций родительских сортов выбирают наиболее сильные, здоровые, хорошо развитые растения, с нужными признаками и  свойствами. Целесообразно в качестве родительских форм использовать представителей основных, наиболее характерных для  сорта биотипов в популяции. В  пределах каждого материнского растения подбирают хорошо развитые, удобные  для скрещивания соцветия. У бобовых  трав это соцветия среднего и нижнего  яруса основных стеблей, у злаков средняя и нижняя часть соцветий. В селекции растений широко применяется экспериментальная полиплоидия, так как полиплоиды отличаются быстрым ростом, крупными размерами и высокой урожайностью. В сельскохозяйственной практике широко используются триплоидная сахарная свекла, четырехплоидный клевер, рожь и твердая пшеница, а также шестиплоидная мягкая пшеница. Получают искусственные полиплоиды при помощи химических веществ, которые разрушают веретено деления, в результате чего удвоившиеся хромосомы не могут разойтись, оставаясь в одном ядре. Одно из таких веществ — колхицин. Применение колхицина для получения искусственных полиплоидов является одним из примеров искусственного мутагенеза, применяемого при селекции растений.

Путем искусственного мутагенеза и последующего отбора мутантов были получены новые высокоурожайные  сорта ячменя и пшеницы. Этими  же методами удалось получить новые  штаммы грибов, выделяющие в 20 раз больше антибиотиков, чем исходные формы. Сейчас в мире культивируют более 250 сортов сельскохозяйственных растений, созданных при помощи физического и химического мутагенеза. Это сорта кукурузы, ячменя, сои, риса, томатов, подсолнечника, хлопчатника, декоративных растений.

При создании новых сортов при помощи искусственного мутагенеза исследователи используют закон  гомологических рядов Н. И. Вавилова. Организм, получивший в результате мутации новые свойства, называют мутантом. Большинство мутантов имеет сниженную жизнеспособность и отсеивается в процессе естественного отбора. Для эволюции или селекции новых пород и сортов необходимы те редкие особи, которые имеют благоприятные или нейтральные мутации.

К одному из достижений современной  генетики и селекции относится преодоление  бесплодия межвидовых гибридов. Впервые  это удалось сделать Г. Д. Карпеченко при получении капустно-редечного гибрида. В результате отдаленной гибридизации было получено новое культурное растение — тритикале — гибрид пшеницы с рожью.

3

Отбор и типы скрещивания.

 

Отбор родительских форм и  типы скрещивания животных проводятся с учетом цели, поставленной селекционером. Это может быть целенаправленное получение определенного экстерьера, повышение молочности, жирности молока, качества мяса и т. д. Разводимые животные оцениваются не только по внешним  признакам, но и по происхождению  и качеству потомства. Поэтому необходимо хорошо знать их родословную. В племенных  хозяйствах при подборе производителей всегда ведется учет родословных, в  которых оцениваются экстерьерные особенности и продуктивность родительских форм в течение ряда поколений. По признакам предков, особенно по материнской  линии, можно судить с известной  вероятностью о генотипе производителей. В селекционной работе с животными применяют в основном два способа скрещивания: аутбридинг и инбридинг. Аутбридинг, или неродственное скрещивание между особями одной породы или разных пород животных, при дальнейшем строгом отборе приводит к поддержанию полезных качеств и к усилению их в ряду следующих поколений. При инбридинге в качестве исходных форм используются братья и сестры или родители и потомство (отец—дочь, мать—сын, двоюродные братья—сестры и т. д.). Такое скрещивание в определенной степени аналогично самоопылению у растений, которое также приводит к повышению гомозиготности и, как следствие, к закреплению хозяйственно ценных признаков у потомков. При этом гомозиготизация по генам, контролирующим изучаемый признак, происходит тем быстрее, чем более близкородственное скрещивание используют при инбридинге. Однако гомозиготизация при инбридинге, как и в случае растений, ведет к ослаблению животных, снижает их устойчивость к воздействию среды, повышает заболеваемость. Во избежание этого необходимо проводить строгий отбор особей, обладающих ценными хозяйственными признаками.

В селекции инбридинг обычно является лишь одним из этапов улучшения  породы. За ним следует скрещивание  разных межлинейных гибридов, в результате которого нежелательные рецессивные  аллели переводятся в гетерозиготное состояние и вредные последствия  близкородственного скрещивания заметно  снижаются. У домашних животных, как и у растений, наблюдается явление гетерозиса: при межпородных или межвидовых скрещиваниях у гибридов первого поколения происходит особенно мощное развитие и повышение жизнеспособности. Классическим примером проявления гетерозиса является мул — гибрид кобылы и осла. Это сильное, выносливое животное, которое может использоваться в значительно более трудных условиях, чем родительские формы.

4

Гетерозис широко применяют  в промышленном птицеводстве (пример — бройлерные цыплята) и свиноводстве, так как первое поколение гибридов непосредственно используют в хозяйственных  целях.

Отдаленная гибридизация. Отдаленная гибридизация домашних животных менее эффективна, чем растений. Межвидовые гибриды животных часто  бывают бесплодными. При этом восстановление плодовитости у животных представляет более сложную задачу, поскольку  получение полиплоидов на основе умножения числа хромосом у них невозможно- Правда, в некоторых случаях отдаленная гибридизация сопровождается нормальным слиянием гамет, обычным мейозом и дальнейшим развитием зародыша, что позволило получить некоторые породы, сочетающие ценные признаки обоих использованных в гибридизации видов. Например, в Казахстане на основе гибридизации тонкорунных овец с диким горным бараном архаром создана новая порода тонкорунных архаромериносов, которые, как и архары, пасутся на высокогорных пастбищах, недоступных для тонкорунных мериносов. Улучшены породы местного крупного рогатого скота.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

Скрещивание гороха.

Самым увлекательным в  растениеводстве является получение  новых растений, создание новых форм, выведение новых сортов. При этом деятельность человека поднимается  до подлинного творчества новой природы, перестройки ее по своему усмотрению, для своих потребностей. Природа в процессе эволюции постоянно творит новые формы. Создание этих форм проходит в природе различными путями, которые отчасти уже подмечены человеком. То она создаст внезапные — скачковые — резкие изменения формы; то дает массу вариантов, сходных по какому-либо признаку, предоставляя в дальнейшем   выживать   тем   из   них,    которые    окажутся

Э в о л ю ц и я — непрерывное, постепенное количественное изменение, одна из форм движения в природе и обществе, наиболее приспособленными; то из всего разнообразия форм комбинирует новые путем их скрещивания (получения помесей или гибридов) и т. Д Овладевая постепенно этими процессами, мы уже можем некоторые из них воспроизводить искусственно, преследуя свои цели и интересы. В животноводстве и в растениеводстве создано громадное количество форм, не существовавших в природе, обладающих какими-либо полезными признаками. Стоит вспомнить о том, что большинство наших культурных растений выведены из дикорастущих, но они сильно отличаются от своих предков; например, сахарная свекла содержит сахара свыше 20%, выведена же она из дикой, имеющей сахара всего 6%. Крупнозерные и богатые крахмалом и белком пшеницы, ячмени и многие сорта картофеля выведены для разнообразных целей, но говоря о плодоводстве и особенно о цветоводстве, где дикие сорняки превращены в красивейшие формы садовых цветов. Правда, очень многие сорта, особенно из старых, получены из найденных в природе отдельных экземпляров, выделившихся полезными качествами, или путем постепенного отбора отдельных растений, обладающих полезным признаком. За последнее время этот путь массового отбора все больше и больше уступает другим путям — действительного создания новых форм, комбинируя в них нужные качества, так сказать, по заказу.  Одним из наиболее простых путей создания новых форм является путь скрещивания и получения промежуточных форм — гибридов, которые объединяют свойства родителей и дают совершенно новые формы.

 

6

Имея громадное разнообразие существующих форм, можно найти формы, обладающие порознь разными интересными  для нас свойствами, и, скрещивая  их друг с другом, получить новые формы, соединяющие в себе эти свойства.Этот путь широко используется в сортоводстве и доступен каждому любителю, вознаграждая его труд получением новых, интересных форм и сознанием того, что он участвует в перестройке природы. Семеноводы и селекционеры работают теперь этим путем. Такими методами работали у нас И. В. Мичурин и в Америке Бербанк, которые своим многолетним упорным трудом добились поразительных успехов. На этом поприще могут трудиться миллионы юных пионеров, которые способны дать неисчерпаемое разнообразие новых форм, обновить растительный состав окружающего нас растительного мира и стать новыми Мичуриными. Техника скрещивания очень проста и доступна каждому, но достижение больших успехов, как во всяком деле, требует систематической работы, изучения законов скрещивания и совершенствования самой техники. Изучение скрещивания и его результатов уже привело к установлению ряда законов, которые позволяют сознательно идти к созданию новых форм этим путем. Основные законы скрещивания лучше всего изучать на простом примере. Найдите среди посевов обыкновенного гороха два растения — одно с белыми цветами, другое с красными — и попробуйте скрестить их, получить урожай, высеять его на будущий год и понаблюдать, какие получатся результаты. Принцип скрещивания состоит в следующем: пыльцой, взятой из пыльников одного цветка, нужно опылить рыльце другого. Но так как такое опыление может произойти и без вашего участия и раньше вас (ветром, насекомыми и самоопылением), то надо оградить опыляемый цветок от такого  случайного опыления или  от самоопыления.  Для этого у тех цветков, которые вы хотите опылить, как можно раньше (при самом начале распускания цветков) удаляют все тычинки в цветках (кастрируют их), не повреждая пестика, и затем изолируют их, то есть надевают на цветок или кисть маленький мешочек из пергамента, марли, коленкора и т. п. Не вредно также изолировать и те цветки, откуда вы будете потом брать пыльцу, чтобы на них не попала другая пыльца и не загрязнила нужную вам пыльцу; разумеется, у этих цветков не  надо удалять пыльники. Когда пыльники на цветках (изолированных) раскроются, с них берут пыльцу для опыления ранее подготовленного (с удаленными пыльниками) цветка. Для этого кисточкой переносят пыльцу с пыльников на рыльце    кастрированного    цветка   или   кладут   цветок пыльниками на цветок с обрезанными пыльниками и опять

7

закрывают цветок мешочком. Следует сделать возможно большее количество таких опылений па каждом экземпляре и удалить все не опыленные цветки, чтобы в урожае получить только гибриды. Так как горох цветет в течение всего лета, то следует опылить несколько последовательно появляющихся цветков, а затем тщательно удалить все остальные цветки, чтобы дать хорошо развиться и вызреть опыленным плодам. Через несколько дней после опыления изолятор следует снять, проследить за образованием завязи и дать хорошо вызреть плодам. Ввиду большого количества опыляемых цветков важно тщательно этикетировать их с обозначением свойств как материнского (опыляемого), так и отцовского (с которого взята пыльца) растения. Урожай надо собрать в отдельные пакеты, также хорошо заэтикетировать, хранить до весны и высевать отдельно друг от друга на грядках, чтобы можно было наблюдать результаты каждого скрещивания. В первом поколении при скрещивании обычно наблюдается однообразие: в случае скрещивания гороха с белыми и красными цветками будут цветки преимущественно красной окраски. Во втором же поколении часть растений будет иметь промежуточную форму, а часть сохранит отцовскую и материнскую формы, то есть в нашем случае часть растений будет иметь цветы розовые или пестрые, а часть— белые или красныеСреди промежуточной и двух основных форм всегда появляются единичные экземпляры, имеющие самые разнообразные свойства, часто совершенно неожиданные, повторяющие признаки своих далеких предков. Эта способность давать в потомстве большое разнообразие форм, хотя бы в единичных и скоро вырождающихся экземплярах, является весьма ценной. Она позволяет путем гибридизации получить не только промежуточные формы, но и иные, могущие послужить материалом для дальнейшего скрещивания и закрепления нужных признаков в потомстве. Для получения новых сортов вначале следует брать наиболее легкие и наглядные объекты, сразу дающие видимый результат.  Быстрее  всего такие  результаты получаются с однолетними растениями, которые, будучи скрещены, в том же  году,  дадут урожай  семян.   Эти семена уже в следующем году могут дать новые формы — сорта, которые в том же году могут заново скрещиваться. Вначале скрещивать лучше такие растения,  у которых разные признаки выявляются уже во время цветения, то есть растения, имеющие разную окраску цветков.  В этом случае результаты скрещивания выявятся на легко наблюдаемых частях растений — цветках — и обнаружатся гораздо раньше созревания — во время цветения. Это позволит в том же году провести скрещивание второй генерации, в