Основные методы селекции растений.

Классическими методами селекции были и остаются гибридизация и искусственный отбор – массовый и индивидуальный. Однако определяющую роль для селекции играет естественный отбор. На любое растение в течение всей его жизни действует целый комплекс факторов окружающей среды, и оно должно быть устойчивым к вредителям, приспособлено к определенному температурному и водному режиму Различают следующие основные методы селекции.

• Массовый отбор

применяют при селекции перекрестноопыляемых растений, таких, как рожь кукуруза, подсолнечник. При этом выделяют группу растений, обладающих ценными признаками. В этом случае сорт представляет собой популяцию, состоящую из гетерозиготных особей, и каждое семя даже от одного материнского растения обладает уникальным генотипом. С помощью массового отбора сохраняются и улучшаются вкусовые качества, но результаты отбора неустойчивы в силу случайного перекрестного опыления.

• Индивидуальный отбор

эффективен для самоопыляемых растений ( пшеницы, ячменя, гороха). В этом случае потомство сохраняет признаки родительской формы, является гомозиготным и называется чистой линией.

Чистая линия – потомство одной гомозиготной сомоопыленной особи. У любой особи тысячи генов, и так как происходят мутационные процессы, то абсолютно гомозиготных особей в природе практически не бывает. Мутации чаще всего рецессивны. Под контроль естественного и искусственного отбора они попадают только тогда, когда переходят в гомозиготное состояние.

• Инбридинг

так же является методом современной селекции. Для него проводят самоопыление перекрестноопыляемых растений. Например, для получения инбредных линий кукурузы срывают метелки с выбранных растений, и когда появляются рыльца пестиков, их опыляют пыльцой этого же растения. Изоляторами предохраняют соцветия от попадания чужой пыльцы. У гибридов многие рецессивные неблагоприятные гены при этом переходят в гомозиготное состояние, и это приводит к депрессии – снижению их жизнеспособности.

• Метод аутбридинга

используется для получения эффекта гетерозиса. Аутбридингом называют скрещивание неродственных форм, в том числе различных инбредных линий, а так же межсортовое (у животных межпородное) скрещивание. Для такого скрещивания подбирают такие инбредные линии, которые дают максимальный эффект гетерозиса – жизненной силы. Под гетерозисом понимают превосходство гибридов над родителями по определенным признакам и свойствам. Полученные инбредные линии, которые создавались на протяжении ряда поколений, скрещивают между собой.

• Перекрестное опыление самоопылителей

дает возможность сочетать свойства различных сортов. Например, при создании новых сортов пшеницы у цветков растения одного сорта удаляются пыльники, рядом в банке с водой ставится растение другого сорта, и растения двух сортов накрываются общим изолятором. В результате получают гибридные плоды и семена, сочетающие нужные селекционеру признаки разных сортов.

• Метод получения полиплоидов

Является очень перспективным методом современной селекции. У растений полиплоиды обладают большей массой вегетативных органов, имеют более крупные плоды и семена. Многие культуры представляют собой естественные полиплоиды: пшеница, картофель. Искусственно выведены сорта полиплоидной гречихи, сахарной свеклы.

• Отдаленная гибридизация

Это метод, при котором скрещивают растения, относящиеся к разным видам. Но отдаленные гибриды обычно стерильны, так как у них нарушается мейоз (два гаплоидных набора хромосом разных видов не конъюгируют) и не образуются гаметы. В 1924г. советский ученый Г.Д. Карпеченко получил плодовитый межродовой гибрид. Он скрестил редьку (2n= 18 редечных хромосом) и капусту (2n = 18 капустных хромосом). У гибрида в диплоидном наборе было 18 хромосом: 9 редечных и 9 капустных, но при мейозе редечные и капустные хромосомы не конъюгировали, гибрид был стерильным. В результате удвоения числа хромосом бесплодного гибрида оказались два полных набора хромосом редьки и капусты (9+9=18). В зиготе вновь осталось 36 хромосом; гибрид стал плодовитым. Таким способом были получены пшенично- ржаные гибриды, пшенично- пырейные гибриды и др.

• Использование соматических мутаций

Применимо для вегетативно размножающихся растений. Этот метод применял в своей работе еще И.В.Мичурин. С помощью вегетативного размножения можно сохранить полезную соматическую мутацию. Кроме того, только с помощью вегетативного размножения сохраняются свойства многих сортов плодово- ягодных культур.

• Экспериментальный мутагенез

Основан на открытии воздействия различных излучений для получения мутаций и на использовании химических мутагенов. Мутагены позволяют получить большой спектр разнообразных мутаций, сейчас в мире созданы более тысячи сортов, ведущих родословную от отдельных мутантных растений, полученных после воздействия мутагенами.

Многие методы селекции растений были предложены И.В.Мичуриным. С помощью метода ментора И.В.Мичурин добивался изменения свойств гибрида в лучшую сторону. Например, если у гибрида нужно было улучшить вкусовые качества, в его крону прививались черенки с родительского организма, имеющего хорошие вкусовые качества, или гибридное растение прививали на подвой, в сторону которого нужно было изменить качества гибрида. И.В.Мичурин указывал на возможность управления доминированием определенных признаков при развитии гибрида. Для этого на ранних стадиях развития необходимо воздействие определенными внешними факторами. Например, если растения выращивать в открытом грунте, на бедных почвах, повышается их морозостойкость.