Капустные растения

Контрольные вопросы и задания

СХЕМА СЕЛЕКЦИОННОГО ПРОЦЕССА

Движущими факторами селекции, как и эволюции, являются изменчивость, наследственность и отбор. Однако проявление этих факторов, их активность и направленность в селекции не­схожи с наблюдаемыми в дикой природе. Селекция отличается от естественного эволюционного процесса тем, что при необхо­димости, применяя мутагенные факторы, селекционер может в сотни и тысячи раз увеличить мутационную изменчивость орга­низмов. Зная природу наследственности и учитывая особенности способа размножения, селекционер имеет возможность объеди­нить в результате гибридизации комплексы наследственных фак­торов разных организмов и тем изменить ход и направление изменчивости. И, наконец, очень важное отличие селекции со­стоит в том, что наряду с естественным в селекционной работе особую роль приобретает искусственный отбор, проводимый че­ловеком. Часто направления естественного и искусственного от­боров не совпадают. Особенно ярко это выражено в селекции овощных растений, большинство из которых имеют сильно гипе­ртрофированные органы (кочан, партенокарпические плоды и т. д.), строение которых препятствует нормальной их жизнедея­тельности или требует значительных затрат продуктов фотосин­теза в ущерб семенной продуктивности. Морфобиологическая структура большинства овощных растений является следствием двух противоположно направленных факторов — естественного и искусственного отборов и находится в состоянии неустойчивого равновесия.

Сущность селекции состоит в улучшении старых и создании новых форм растений. Во время селекционной работы селекци­онеру приходится выполнять различные приемы, проводить исследования, применять разные способы создания популяций. Весь комплекс мероприятий, проводимых селекционером от на­чала работы до создания такого селекционного материала, кото­рый в качестве нового сорта может быть включен в станционное и затем государственное сортоиспытание, называют селекционным процессом.

В зависимости от цели селекционной работы, длительности цикла развития, способа размножения и других биологических особенностей растений мероприятия, выполняемые селекционе­ром в процессе его работы, могут быть весьма разнообразными. Комплекс выполняемых в процессе селекции мероприятий в соответствии с тем, с какой целью их проводят, какие методы при этом применяют, можно разделить на три этапа: подбор и создание исходного материала для отбора, отбор и испытание.

I этап. На первом этапе в соответствии с поставленной зада­чей селекционер, мысленно представляя будущий сорт, анализи­рует многообразие выращиваемых в данной зоне местных и се­лекционных, а также инорайонных и зарубежных сортов для обнаружения форм, наиболее ему соответствующих. Если в каких-то сортах встречаются формы, близкие к намеченному образцу, то они служат исходным материалом для селекционной

работы (рис. 3).

При отсутствии в изучаемом материале форм, близких к на­меченному образцу, или обнаружении отдельных требуемых при­знаков у представителей разных сортов селекционер искусствен­но создает популяции исходного материала селекции.

Наиболее эффективный и широко применяемый способ со­здания популяций исходного материала — гибридизация. Обна­ружив требуемые для нового сорта признаки в разных сортах и скрестив последние, селекционер в гибридных организмах объ­единяет наследственность двух сортов. В полученном от такого растения потомстве он имеет возможность наблюдать большое многообразие сочетаний различных признаков, обусловленное различными комбинациями наследственных факторов этих сор­тов. У размножаемых семенами самоопыляющихся растений в качестве исходного материала используют обычно второе и сле­дующие гибридные потомства. При скрещивании гетерозиготных перекрестноопыляющихся растений большое разнообразие форм наблюдается уже в первом гибридном поколении, поэтому его, а также второе поколение используют в качестве исходного мате­риала селекции. Если обнаруженные в гибридных популяциях формы недостаточно близки к намеченной селекционером цели,

1-этап Поиск и создание исходного материала селекции

Дикорастущие растения
Сортобые популяции	Селекционные
Местные
Инорайонные
Гибридные популяции	Внутривидодые
Межвидобые
Полученные популяции	Мутантов
Полиплоидов

ПерВое поколение (2-этап)	Оценка растений, исходной популяции и отделение лучших для размножения
Размножение, или создание популяций следующего поколения
Второе поколение (2-этап)	Оценка растений созданных популяций и Выделение лучших для размножения
Размножение, или создание популяций следующего поколения

и т. д. (до создания популяции., отвечающей

целям селекционной работы)

Ш этап. Испытание

Контрольное

Конкурсное, или станционное

Государственное Рис.3 Схема селекционного процесса

Гибридизация не всегда обеспечивает возможность получения требуемого исходного материала. Во-первых, потому что в пределах сортового многообразия может отсутствовать признак, необходимый для нового сорта, во-вторых, некоторые ценные признаки могут быть сильно связаны с отрицательными признака­ми, а кроссинговер между ними мало вероятен.

Для получения значительных изменений, например таких, которые у данной культуры не наблюдаются, или, наоборот, для изменения одного признака при сохранении существующего ком-пнгкса в целом применяют создание популяций исходного мате­риала с помощью мутагенных факторов. Для этого воздействуют физическими или химическими мутагенами на растения наиболее перспективных сортов. Полученное многообразие форм может служить исходным материалом для селекции. Но наиболее часто возникших в результате воздействия мутагенными факторами популяций выделяют наиболее интересные растения, скрещивают их с лучшими сортами, а гибридные потомства используют в качестве исходного материала. Иногда для создания популяции ис­ходного материала воздействуют на растения колхицином и дру-1пми веществами, вызывающими кратное увеличение наборов хромосом в клетках, или явление полиплоидии. Возникшие в результате такого воздействия популяции также отличаются определенной специфичностью проявления признаков.

Из перечисленных способов создания популяций исходного материала каждый может быть использован отдельно или в сочетании с другими. Выбор того или иного способа определяется специфичностью поставленной цели, биологическими особен­ностями растений, эрудицией и интуицией селекционера и теми возможностями, которыми он располагает.

II этап. Цель этого этапа (отбора) — выделение из популяции исходного материала наиболее близких к намеченному образцу растений и создание на базе их наследственности новых популя­ций, все особи которых будут обладать требуемыми признаками. Па завершение отбора обычно требуется 5—7 поколений. Отбор включает два мероприятия, которые проводят поочередно в каж­дом поколении: оценку растений и создание популяций следую­щего поколения.

В каждом поколении отбора оценку растений и выделение наиболее ценных в качестве родоначальников будущих потомств можно выполнить различными методами, специфичность кото­рых определяется числом и значимостью оцениваемых призна­ков, а также способом оценки каждого признака. Например, ценность анализируемых растений можно определять как по от­дельному признаку, так и по комплексу признаков. Один и тот же признак можно оценить несколькими способами. Например,продуктивность растения можно определить как визуально, так и взвешиванием. В первых поколениях отбора, когда материал слишком разнообразен и многочислен, обычно применяют легко выполнимые способы оценки. В более поздних поколениях, когда селекционный материал достигает определенной вырав­ненность и насыщенности ценными растениями, а разница между образцами нивелируется, применяют более сложные и точные анализы.

Различают несколько методов отбора. Их названия и способы проведения определяются особенностями создания популяций следующего поколения. Разнообразие методов отбора, а 'точнее методов получения популяций следующего поколения, определя­ется тем, сколько потомств вошло в состав каждой популяции (от многих, от небольшого числа растений или от одиночных растений), насколько ограниченна была возможность переопыле­ния у перекрестноопыляющихся растений, а также тем, когда проводится оценка растений (до цветения или после него).

В ходе селекционной работы способы оценки растений и мето­ды создания популяций следующих поколений в случае необходи­мости могут быть изменены в зависимости от изменения качества и количества селекционного материала. Их правильное сочетание в значительной мере определяет успех селекционной работы.

III этап. Этот этап селекционного процесса включает прове­дение различных по объему и сложности испытаний полученно­го в результате селекционной работы материала. Различают пред­варительные и конкурсные (станционные) испытания.

1. Дайте определение селекции.

2. Назовите имена выдающихся ученых, ра­ботавших в области генетики, селекции и семеноводства овощных и других культур.

3. Расскажите о вкладе отечественных ученых в развитие генетики, селекции и семеноводства овощных и других культур.

4. Назовите типы бесполого размножения растений и охарактеризуйте их значение в селекции.

5. В чем заключаются преимущества и недостатки селекци­онной работы с перекрестноопыляющимися и самоопыляющимися растениями?

6. Расскажите об особенностях строения и функций цветков перекрестноопыля­ющихся растений, препятствующих самоопылению.

7. Охарактеризуйте состав сортовых популяций самоопыляющихся и перекрестноопыляющихся растений

8. На какие этапы подразделяют селекционный процесс?

9. Какие мероприя­тия выполняют на каждом этапе?

10. Почему направления естественного и искус­ственного отборов в селекции овощных растений не совпадают?

11. Какой способ создания исходного материала наиболее широко применяют в селекции овощных культур?

Лабораторная работа №12

Тема: Особенности селекции капусты и изучение варьирования признаков

Цель занятия: Ознакомится с основными направлениями селекции капусты и изучить варьирование признаков растений.

Материалы и оборудование:

1.Схемы,плакаты.

2.Материалы по выполнению лабораторной работы.

Выполнение работы:

1. Ознакомится и записать в тетрадь основные положения по селекции культуры капусты.

2.Записать основные селекционные и морфологические признаки.

3.Изучить схему и особенности этапов селекционного процесса.

4. Ответить на вопросы

Капуста — одна из основных овощных культур. В России ее выращивают повсеместно, занимает она около 30 % общей пло­щади овощных культурна в Нечерноземной зоне и Сибири — до 40-50 %. Широкому распространению капусты способствовали ее холодостойкость, высокая урожайность и значительная питательная ценность в сочетании с хорошими вкусовыми качествами.