Селекція та насінництво
насінництво.docx
Контрольна робота №1
Запитання №10. Організація та мережа країни селекційних центрів, їх завдання.
В Україні початком розвитку наукової селекції вважається 1903 р.-рік організації Д.Л.Рудзінським при Московському сільськогосподарському інституті селекційні станції, на якій були виведені перші в країні сорти зернових культур і льону. Великих успіхів досягла селекція після Жовтневої революції 1917 р. У 1921 р. було прийнято декрет «Про насінництво», підписаний В.І.Леніним, який заклав основи єдиної державної системи селекційно-насіннєві роботи в СРСР.
У 20—30-ті роки. створено мережу нових науково-дослідних селекційних установ, організовано державне сортовипробування, проводиться сортове районування, розгорнулися великі генетичні та селекційні дослідження. Відкритий Н.І.Вавіловим гомологічних рядів закон у спадковій мінливості, обґрунтовані ним теорія центрів походження культурних рослин, вчення про вихідний матеріал рослин та імунітет рослин стали широко використовувати у селекційній практиці.
Селекція в Україні представлена в основному селекційними центрами Россільгоспакадемії, які мають великий селекційний потенціал основних сільськогосподарських культур (табл. 1). Недержавні селекційні центри країни представлені слабко, переважно це підрозділи великих насінницьких компаній.
У системі Россільгоспакадемії працює 42 селекційні центри, в яких щорічно створюються від 300 до 400 нових сортів та гібридів сільськогосподарських рослин. Усього за період із 1991 по 2009 роки було включено до Державного реєстру селекційних досягнень, допущених до використання, 1214 сортів та гібридів зернових культур. На 2010 рік у вказаному реєстрізареєстровано 194 сорти озимої пшениці (з них сильні – 48, цінні – 68), 16 сортів озимої твердої пшениці, 177 сортів ярої м'якої пшениці, 41 сорт ярої твердої пшениці, 26 сортів озимого ячменю, 158 сортів 3 , пивоварних – 27 сортів, цінних та пивоварних – 34 сорти), вівса – 92 сорти.
У вирішенні завдань сучасного рослинництва у сталому зростанні його продуктивності, ресурсоекономічності, природоохоронності, рентабельності центральне місце належить селекції, створенню та використанню нових сортів та гібридів зернових культур. За наявними оцінками внесок селекції підвищення врожайності останні десятиліття оцінюється в 30-70 %, і з урахуванням змінного клімату роль її зростатиме.
Табл. 1Наукове забезпечення селекції та насінництва України
Найменування федерального округу
Кількість селекційних центрів, шт
Зернові, зернобобові, круп'яні, овочеві, олійні, льон, ріпак, цукрові буряки, плодові, ягідні, кормові
Зернові, картопля, ріпак, кормові
Південний та Північно-Кавказький
Зернові, зернобобові, кукурудза, рис, олійні, плодові, виноград, кормові
Зернові, кукурудза, круп'яні, олійні, льон, картопля, плодові, кормові
Зернові, горох, картопля, плодові, ягідні, кормові
Зернові, круп'яні, зернобобові, картопля, плодові, овочеві, ягідні, кормові
Соя, зернові, овочеві, картопля, ягідні, плодові, кормові
Найбільшу частку вітчизняних сортів та гібридів мають зернові, круп'яні та зернобобові культури.
Стратегічні переваги розвитку зернового господарства в Україні обумовлені першорядною значимістю зерна у забезпеченні національної безпеки, а також можливістю з найбільшоюефективністю використовувати різноманітні ґрунтово-кліматичні ресурси конкретних регіонів. Виробництво зернових є системоутворюючою галуззю агропромислового комплексу.
У завдання селекційно-насіннєвого центру входить створення нових високоякісних, конкурентоспроможних сортів та гібридів F1 овочевих, баштанних, пряно-смакових та квіткових культур з комплексною стійкістю до біотичних та абіотичних факторів середовища; ведення первинного та товарного насінництва в асортименті та обсягах, що задовольняють попит на насіння овочевих та квіткових культур селекції ВНДІССОК.
Запитання №16. Закон гомологічних рядів у спадковій мінливості Н.І.Вавілова та його значення у селекції.
Гомологічних рядів закон мінливості, розроблений радянським вченим Н. І. Вавіловим закон, що встановлює паралелізм у мінливості організмів. Ще Ч. Дарвін (1859-68) звернув увагу на далекосяжний паралелізм у мінливості близьких видів та пологів тварин і рослин. У 19 та на початку 20 ст. ряд ботаніків та зоологів (наприклад, франц. вчений М.Дюваль-Жув, 1865; швейцарський міколог Е.Фішер, 1896; німецький ботанік Е.Цедербауер, 1907, 1927; український зоолог В.М.9 Шимкевич, .) спеціально вивчали паралельну мінливість різних видів рослин та тварин. Радянський генетик Ю.А.Філіпченко підсумував (1922) ряд таких, переважно зоологічних, даних у статті про паралелізм мінливості в живій природі, який він пояснював систематичною та філогенетичною близькістю пологів і видів, що входили до групи, що вивчаються.
Лише Н.І.Вавілов підійшов до проблеми паралелізму в мінливості близьких видів та пологів з генетичних позицій та на основі порівняльного вивчення широкого світового матеріалу (в природних умовах, культурах та в дослідах) змінливості низки родин рослин, багатих добре вивченими культурними видами, - головним чином злаків. Це дозволило йому в 1920 р. на 3-му Всеукраїнському з'їзді селекціонерів у Саратові виступити з доповіддю «закон гомологічних рядів у спадковій мінливості» М.І. в таблицю, можна знайти й в інших видів майже ті самі варіації мінливості ознак. Понад те, з розвитком досліджень видів, які входять у цю групу, «порожні» місця у таблиці заповнюються і паралелізм у мінливості близьких видів стає дедалі повним. Принципово подібний, але слабкіше виражений паралелізм характеризує мінливість різних пологів у межах сімейства, і ще менш повний - різних сімейств у межах групи вищого рангу.
Таким чином, закон гомологічних рядів зводиться до наступного: близькі види завдяки великій схожості їх генотипів (майже ідентичні набори генів) мають подібну потенційну мінливість (подібні мутації однакових генів); принаймні еволюційно-філогенетичного видалення досліджуваних груп (таксонів), у зв'язку з генотипическими відмінностями, що з'являються, паралелізм спадкової мінливості стає менш повним. Отже, в основі паралелізмів у спадковій мінливості лежать мутації гомологічних генів та ділянок генотипів у представників різних таксонів, тобто справді гомологічна спадкова мінливість. Однак і в межах того самого виду зовні подібні ознаки можуть викликатися мутаціями різних генів; такі фенотипічні паралельні мутації різних генів можуть, звісно, виникати і в різних, але досить близьких видів.
Спочатку дослідженнястосувалися переважно морфологічних ознак; потім вони були поширені на біологічні, фізіологічні та біохімічні властивості. Численні підтвердження закону гомологічних рядів були отримані на найпростіших, нижчих рослинах, великій кількості сімейств вищих рослин і на тваринах.
Закон гомологічних рядів відображає загальне та фундаментальне явище у живій природі. Він має величезне практичне значення у рослинництві та селекції, а також у тваринництві. На основі цього закону рослинники та тваринники можуть цілеспрямовано шукати і знаходити потрібні ознаки та варіанти у різних видів у майже нескінченному світовому різноманітті форм як культурних рослин та свійських тварин, так і у їх диких родичів. Ці пошуки, особливо серед культурних рослин та їхніх диких предків, значно полегшуються вченням Н.І.
Закон гомологічних рядів спадкової мінливості успішно використовується у селекційній практиці. Робота зі створення насіннєвих колекцій сортів культурних рослин та їх дикорослих предків, початок якої поклав М.І.Вавілов, у наш час продовжується. В Україні нині колекція включає понад 320 тис. зразків, що належать до 1041 виду рослин. Сюди входять дикі види, родичі культурних рослин, старі місцеві сорти, все найкраще та нове, що створено останнім часом зусиллями селекціонерів усіх країн світу. Зі світового генофонду вчені виділяють генетичні джерела господарсько цінних ознак: врожайності, скоростиглості, стійкості до хвороб та шкідників, посухостійкості, стійкості до вилягання та ін. Сучасні генетичні методи даютьможливість досягати у селекції рослин дуже великих успіхів. Так, використання цінних генів дикого ефіопського ячменю дозволило створити визначний за продуктивністю сорт ярого ячменю Одеський 100.
Запитання №24. Використання методу поліплоїдії та гаплоїдії у селекції. Типи поліплоїдів та їх селекційна цінність.
Вивчення хромосомного складу дикої та культурної флори показало, що ряд найважливіших сільськогосподарських рослин є поліплоїдними формами. Вони зустрічаються серед зернових, плодових, ягідних, цитрусових, технічних, лікарських, декоративних та інших культур.
Коли та чи інша сільськогосподарська культура представлена у виробництві видами різної плідності, то зазвичай продуктивніші форми з великим числом хромосом. Так, гексаплоїдна пшениця м'яка - найпродуктивніша і найпоширеніша. На її частку припадає 4/5 усієї площі посіву цієї культури. Тетраплоїдна пшениця зазвичай дещо поступається за врожайністю пшениці м'якою; Найбільш цінна з тетраплоїдів тверда пшениця займає 10-11% світових посівів цієї культури. Диплоїдний вид культурної однозернянки висівають лише на незначних площах. Тому селекціонери виявляють великий інтерес до використання поліплоїдів під час виведення нових сортів.
Приклади поліплоїдних культурних рослин: овес (2n=42), картопля (2n=48) та інші. Однак в окремих культур поліплоїдних видів не виявлено, наприклад, жито (2n=14), ячмінь (2n=14), буряк (2n=18) представлені лише диплоїдними формами.
У селекції рослин поліплоїдію почали застосовувати безпосередньо як практичний прийом для створення нових сортів та гібридів сільськогосподарських культур, після того, як знайшли ефективний метод отримання бажаних поліплоїдних форм.
Гаплоїди –це особини зазвичай диплоїдних або алополіплоїдних видів, у соматичних клітинах яких міститься в 2 рази менше хромасом, ніж у вихідних форм. При цьому з кожної пари гомологічних хромасом представлена лише одна хромасома.
Явище гаплоїдії (моноплоїдії) привертає дедалі більшу увагу селекціонерів. Використання гаплоїдних рослин дозволяє вирішувати низку як теоретичних, і практичних питань. Гаплоїдія у вищих рослин дає можливість глибше вивчати їхню генетику та еволюцію. Вперше на перспективність застосування гаплоїдів на вирішення селекційних завдань вказав 1929 р. Г.Д.Карпеченко.
Оскільки в будь-якій популяції бажане поєднання генів у гаметах буває значно частіше, ніж у зиготах, теоретично набагато простіше і швидше отримати гомозиготну форму з потрібним поєднанням ознак шляхом прямого подвоєння числа хромасом у гаплоїдів. Для порівняння можливостей селекції на гаплоїдному та диплоїдному рівнях застосовні формули: 2 n –для гаплоїдів та 4 n – для диплоїдів. Перша формула дозволяє визначити всі можливі теоретичні комбінації генів на гаплоїдному рівні при утворенні гамет; у другій формулі обчислюють мінімальне число рослин F2, у межах якого можуть виникати всі теоретично можливі поєднання гаплоїдів на диплоїдному рівні. Так, для отримання всіх можливих типів гомозиготних ліній на основі перекомбінації 7 пар незалежних генів, теоретично необхідно перевести на диплоїдний рівень лише 128 гамет гібриду F1. На диплоїдному рівні для досягнення такого ж результату потрібно не менше 16 384 рослин F2. При збільшенні значень ця різниця стрімко зростає. При n=10 зазначені числа становитимуть відповідно 1024 і 1048576. Їх порівняння показує, що ефективність комбінаційної селекції зростаєсотні разів при розробці способу масового одержання гаплоїдів для подальшого переведення їх на диплоїдний рівень.
Використання гаплоїдів дозволяє більш ефективно проводити селекцію на стійкість до хвороб та вирішувати інші завдання. Шляхом подвоєння числа хромасом у гаплоїдів можна відразу отримати гомозиготні лінії, на створення яких при селекції на гетерозис у перехреснозапильних культур доводиться витрачати до 7-10 років.
Для експериментального отримання гаплоїдних рослин можна рекомендувати чотири основні методи: 1) відбір близнюків; 2) міжвидові схрещування; 3) гібритизація на різних рівнях плоїдності; 4) культура мікроспор. Останній метод, запропонований індійськими та японськими вченими, найбільш перспективний.
Таким чином можна констатувати, що використання гаплоїдії в селекції рослин вже принесло певні успіхи.