Селекция растений
Селе́кция расте́ний — совокупность методов создания сортов и гибридов растений с нужными человеку свойствами, которые повышают урожайность и качество культур.
Селекция растений успешно практикуется человеком на протяжении тысяч лет, с самого начала человеческой цивилизации. Используется по всему миру как отдельными людьми: садоводами, фермерами, так и профессиональными селекционерами в организациях, университетах и исследовательских центрах.
По мнению международных агентств развития, важное значение имеет выведение новых сортов сельскохозяйственных культур, имеющих высокую урожайность, устойчивых к болезням, засухам и адаптированных к региональным условиям выращивания.
Общие сведения
Научная селекция растений в России началась по инициативе профессора В.Р.Вильямса на открытой в 1903 году профессором Д.Л.Рудзинским Селекционной станции при Московском сельскохозяйственном институте (впоследствии - Селекционная станция имени П.И.Лисицына, Селекционно-генетическая станция им. П.И.Лисицына, сейчас – лаборатория селекции и семеноводства полевых культур в РГАУ – МСХА им.К.А.Тимирязева). Сотрудники, в разное время учившиеся или работавшие на Селекционной станции, заложили научную и организационную основу генетики, селекции и семеноводства страны - Н.И.Вавилов, Л.П.Бреславец, С.И.Жегалов, П.И.Лисицын, П.Н.Константинов, А.Г.Лорх, Г.Д.Карпеченко, К.И.Пангало, Е.Н.Синская, Н.Д.Матвеев, Н.Н.Тимофеев, В.В.Квасников, А.С.Татаринцев, И.Н.Свешникова, А.В.Алпатьев, С.П.Агапов, Е.М.Попова, А.Н.Лутков, А.Р.Жебрак, Т.Д.Лысенко, В.Н.Столетов, Э.Д.Неттевич, В.С,Шевелуха, Б.И.Сандухадзе, Л.А.Беспалова и многие др.
Основные методы селекции растений — массовый и индивидуальный отбор, внутривидовая и отдалённая гибридизация, инбридинг, полиплоидия и экспериментальный мутагенез. Для перекрёстно опыляемых растений применяют массовый отбор особей с желаемыми свойствами. В противном случае невозможно получить материал для дальнейшего скрещивания. Таким образом получают, например, новые сорта ржи. Эти сорта не являются генетически однородными. Если же желательно получение чистой линии — то есть генетически однородного сорта, то применяют индивидуальный отбор, при котором путём самоопыления получают потомство от одной единственной особи с желательными признаками. Таким методом были получены многие сорта пшеницы, капусты и т. д.
Для закрепления полезных наследственных свойств необходимо повысить гомозиготность нового сорта. Иногда для этого применяют самоопыление перекрёстноопыляемых растений. При этом могут фенотипически проявиться неблагоприятные воздействия рецессивных генов. Основная причина этого — переход многих генов в гомозиготное состояние. У любого организма в генотипе постепенно накапливаются неблагоприятные мутантные гены. Они чаще всего рецессивны и фенотипически не проявляются. Но при самоопылении они переходят в гомозиготное состояние, и возникает неблагоприятное наследственное изменение. В природе у самоопыляемых растений рецессивные мутантные гены быстро переходят в гомозиготное состояние, и такие растения погибают, выбраковываясь естественным отбором.
Несмотря на неблагоприятные последствия самоопыления, его часто применяют у перекрёстноопыляемых растений для получения гомозиготных («чистых») линий с нужными признаками. Это приводит к снижению урожайности. Однако затем проводят перекрёстное опыление между разными самоопыляющимися линиями и в результате в ряде случаев получают высокоурожайные гибриды, обладающие нужными селекционеру свойствами. Это метод межлинейной гибридизации, при котором часто наблюдается эффект гетерозиса: гибриды первого поколения обладают высокой урожайностью и устойчивостью к неблагоприятным воздействиям. Гетерозис характерен для гибридов первого поколения, которые получаются при скрещивании не только разных линий, но и разных сортов и даже видов. Эффект гетерозиготной (или гибридной) мощности бывает сильным только в первом гибридном поколении, а в следующих поколениях постепенно снижается. Основная причина гетерозиса заключается в устранении в гибридах вредного проявления накопившихся рецессивных генов. Другая причина — объединение в гибридах доминантных генов родительских особей и взаимное усиление их эффектов.
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 свёкла, четырёхплоидный клевер, рожь и твёрдая 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.
Путём 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. В начале XXI века в мире культивируют более 2250 сортов сельскохозяйственных растений, созданных при помощи физического и химического мутагенеза. Это сорта 175 видов растений, включая сорта пшеницы, рапса, кукурузы, ячменя, сои, риса, томатов, подсолнечника, хлопчатника, яблок, грейпфрута, бананов, декоративных растений. Эти сорта широко культивируются в Европе, Азии, Северной и Южной Америках и Австралии.
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 отдалённой гибридизации было получено новое культурное растение — тритикале — гибрид пшеницы с рожью. Отдалённая гибридизация широко применяется в плодоводстве.
Риски
Селекционеры ведут слабый контроль за безопасностью получаемых сортов и гибридов. Например, сорт картофеля [англ.], полученный в 1960-х, содержал в несколько раз больше токсичного соланина, чем обычные сорта.
В процессе одомашнивания и последующей селекции закреплялись не только положительные свойства. В частности, кукуруза при селекции снизила содержание жиров после распространения мутантного варианта гена 1-2.
Примечания
- Коновалов Ю.Б. 100 ЛЕТ СЕЛЕКЦИОННОЙ СТАНЦИИ им. П.И. ЛИСИЦЫНА ТИМИРЯЗЕВСКОЙ АКАДЕМИИ — 100 ЛЕТ РОССИЙСКОЙ СЕЛЕКЦИИ. — М.: Известия ТСХА, выпуск 4, 2003. — С. 153 – 163.
- Горин А. П., Приезжев Г. В. Тимирязевская академия - колыбель отечественной селекции. — М.: Известия ТСХА, 1965. — С. 68.
- Henk J. Schouten, Evert Jacobsen. Are Mutations in Genetically Modified Plants Dangerous? // Journal of Biomedicine and Biotechnology. — 2007-01-01. — Т. 2007. — ISSN 1110-7243. — doi:10.1155/2007/82612. Архивировано 8 марта 2021 года.
- WESLEY FENLON (26 марта 2013). How The Selectively Bred Perfect Potato Turned Poisonous. A friendly bit of advice: if a potato is green, don't eat it (англ.). Tested.com. Архивировано 12 января 2014. Дата обращения: 12 января 2014.
- Сергей Белков (3 декабря 2013). Жук врать не будет. ТрВ № 143. Архивировано 31 декабря 2013. Дата обращения: 12 января 2014.
В конце 1960-х годов в США на рынке появился новый вкусный сорт картофеля «Ленапе» (Lenape). ... через несколько лет после начала культивирования. Потребители стали жаловаться на тошноту, диарею и другие симптомы отравления. ... В погоне за устойчивостью против вредителей селекционерам удалось многократно увеличить уровень производства картофелем соланина, ... вредного для человека.
- Maggie Koerth-Baker. The case of the poison potato. The Lenape potato, developed in the 1960s for the snack business, made a damn fine potato chip. Unfortunately, it was also kind of toxic. (англ.). BoingBoing.net (25 марта 2013). Дата обращения: 12 января 2014. Архивировано 12 января 2014 года.
- Yuchao Chai. Validation of DGAT1-2 polymorphisms associated with oil content and development of functional markers for molecular breeding of high-oil maize (англ.). — 2011. — doi:10.1007/s11032-011-9644-0. Архивировано 9 октября 2013 года.: «Loss of the high-oil DGAT1-2 allele possibly resulted from genetic drift in the early twentieth century when a few Corn Belt Dent populations were selected for the development of high-grain-yeild inbred lines.»
Литература
- Вавилов Н. И. Теоретические основы селекции. — М.: Наука, 1987. — 511 с. — 4500 экз.
В статье не хватает ссылок на источники (см. рекомендации по поиску). |
Википедия, чтение, книга, библиотека, поиск, нажмите, истории, книги, статьи, wikipedia, учить, информация, история, скачать, скачать бесплатно, mp3, видео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, картинка, музыка, песня, фильм, игра, игры, мобильный, телефон, Android, iOS, apple, мобильный телефон, Samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Сеть, компьютер, Информация о Селекция растений, Что такое Селекция растений? Что означает Селекция растений?
Sele kciya raste nij sovokupnost metodov sozdaniya sortov i gibridov rastenij s nuzhnymi cheloveku svojstvami kotorye povyshayut urozhajnost i kachestvo kultur Vysokaya koncentraciya pochvennyh solej gubitelna dlya mnogih sortov pshenicy sprava No novaya gibridnaya forma sleva pokazyvaet znachitelno bo lshuyu ustojchivost Selekciya rastenij uspeshno praktikuetsya chelovekom na protyazhenii tysyach let s samogo nachala chelovecheskoj civilizacii Ispolzuetsya po vsemu miru kak otdelnymi lyudmi sadovodami fermerami tak i professionalnymi selekcionerami v organizaciyah universitetah i issledovatelskih centrah Po mneniyu mezhdunarodnyh agentstv razvitiya vazhnoe znachenie imeet vyvedenie novyh sortov selskohozyajstvennyh kultur imeyushih vysokuyu urozhajnost ustojchivyh k boleznyam zasuham i adaptirovannyh k regionalnym usloviyam vyrashivaniya Obshie svedeniyaNauchnaya selekciya rastenij v Rossii nachalas po iniciative professora V R Vilyamsa na otkrytoj v 1903 godu professorom D L Rudzinskim Selekcionnoj stancii pri Moskovskom selskohozyajstvennom institute vposledstvii Selekcionnaya stanciya imeni P I Lisicyna Selekcionno geneticheskaya stanciya im P I Lisicyna sejchas laboratoriya selekcii i semenovodstva polevyh kultur v RGAU MSHA im K A Timiryazeva Sotrudniki v raznoe vremya uchivshiesya ili rabotavshie na Selekcionnoj stancii zalozhili nauchnuyu i organizacionnuyu osnovu genetiki selekcii i semenovodstva strany N I Vavilov L P Breslavec S I Zhegalov P I Lisicyn P N Konstantinov A G Lorh G D Karpechenko K I Pangalo E N Sinskaya N D Matveev N N Timofeev V V Kvasnikov A S Tatarincev I N Sveshnikova A V Alpatev S P Agapov E M Popova A N Lutkov A R Zhebrak T D Lysenko V N Stoletov E D Nettevich V S Sheveluha B I Sanduhadze L A Bespalova i mnogie dr Osnovnye metody selekcii rastenij massovyj i individualnyj otbor vnutrividovaya i otdalyonnaya gibridizaciya inbriding poliploidiya i eksperimentalnyj mutagenez Dlya perekryostno opylyaemyh rastenij primenyayut massovyj otbor osobej s zhelaemymi svojstvami V protivnom sluchae nevozmozhno poluchit material dlya dalnejshego skreshivaniya Takim obrazom poluchayut naprimer novye sorta rzhi Eti sorta ne yavlyayutsya geneticheski odnorodnymi Esli zhe zhelatelno poluchenie chistoj linii to est geneticheski odnorodnogo sorta to primenyayut individualnyj otbor pri kotorom putyom samoopyleniya poluchayut potomstvo ot odnoj edinstvennoj osobi s zhelatelnymi priznakami Takim metodom byli polucheny mnogie sorta pshenicy kapusty i t d Dlya zakrepleniya poleznyh nasledstvennyh svojstv neobhodimo povysit gomozigotnost novogo sorta Inogda dlya etogo primenyayut samoopylenie perekryostnoopylyaemyh rastenij Pri etom mogut fenotipicheski proyavitsya neblagopriyatnye vozdejstviya recessivnyh genov Osnovnaya prichina etogo perehod mnogih genov v gomozigotnoe sostoyanie U lyubogo organizma v genotipe postepenno nakaplivayutsya neblagopriyatnye mutantnye geny Oni chashe vsego recessivny i fenotipicheski ne proyavlyayutsya No pri samoopylenii oni perehodyat v gomozigotnoe sostoyanie i voznikaet neblagopriyatnoe nasledstvennoe izmenenie V prirode u samoopylyaemyh rastenij recessivnye mutantnye geny bystro perehodyat v gomozigotnoe sostoyanie i takie rasteniya pogibayut vybrakovyvayas estestvennym otborom Nesmotrya na neblagopriyatnye posledstviya samoopyleniya ego chasto primenyayut u perekryostnoopylyaemyh rastenij dlya polucheniya gomozigotnyh chistyh linij s nuzhnymi priznakami Eto privodit k snizheniyu urozhajnosti Odnako zatem provodyat perekryostnoe opylenie mezhdu raznymi samoopylyayushimisya liniyami i v rezultate v ryade sluchaev poluchayut vysokourozhajnye gibridy obladayushie nuzhnymi selekcioneru svojstvami Eto metod mezhlinejnoj gibridizacii pri kotorom chasto nablyudaetsya effekt geterozisa gibridy pervogo pokoleniya obladayut vysokoj urozhajnostyu i ustojchivostyu k neblagopriyatnym vozdejstviyam Geterozis harakteren dlya gibridov pervogo pokoleniya kotorye poluchayutsya pri skreshivanii ne tolko raznyh linij no i raznyh sortov i dazhe vidov Effekt geterozigotnoj ili gibridnoj moshnosti byvaet silnym tolko v pervom gibridnom pokolenii a v sleduyushih pokoleniyah postepenno snizhaetsya Osnovnaya prichina geterozisa zaklyuchaetsya v ustranenii v gibridah vrednogo proyavleniya nakopivshihsya recessivnyh genov Drugaya prichina obedinenie v gibridah dominantnyh genov roditelskih osobej i vzaimnoe usilenie ih effektov V selekcii rastenij shiroko primenyaetsya eksperimentalnaya poliploidiya tak kak poliploidy otlichayutsya bystrym rostom krupnymi razmerami i vysokoj urozhajnostyu V selskohozyajstvennoj praktike shiroko ispolzuyutsya triploidnaya saharnaya svyokla chetyryohploidnyj klever rozh i tvyordaya pshenica a takzhe shestiploidnaya myagkaya pshenica Poluchayut iskusstvennye poliploidy pri pomoshi himicheskih veshestv kotorye razrushayut vereteno deleniya v rezultate chego udvoivshiesya hromosomy ne mogut razojtis ostavayas v odnom yadre Odno iz takih veshestv kolhicin Primenenie kolhicina dlya polucheniya iskusstvennyh poliploidov yavlyaetsya odnim iz primerov iskusstvennogo mutageneza primenyaemogo pri selekcii rastenij Putyom iskusstvennogo mutageneza i posleduyushego otbora mutantov byli polucheny novye vysokourozhajnye sorta yachmenya i pshenicy Etimi zhe metodami udalos poluchit novye shtammy gribov vydelyayushie v 20 raz bolshe antibiotikov chem ishodnye formy V nachale XXI veka v mire kultiviruyut bolee 2250 sortov selskohozyajstvennyh rastenij sozdannyh pri pomoshi fizicheskogo i himicheskogo mutageneza Eto sorta 175 vidov rastenij vklyuchaya sorta pshenicy rapsa kukuruzy yachmenya soi risa tomatov podsolnechnika hlopchatnika yablok grejpfruta bananov dekorativnyh rastenij Eti sorta shiroko kultiviruyutsya v Evrope Azii Severnoj i Yuzhnoj Amerikah i Avstralii Pri sozdanii novyh sortov pri pomoshi iskusstvennogo mutageneza issledovateli ispolzuyut zakon gomologicheskih ryadov N I Vavilova Organizm poluchivshij v rezultate mutacii novye svojstva nazyvayut mutantom Bolshinstvo mutantov imeet snizhennuyu zhiznesposobnost i otseivaetsya v processe estestvennogo otbora Dlya evolyucii ili selekcii novyh porod i sortov neobhodimy te redkie osobi kotorye imeyut blagopriyatnye ili nejtralnye mutacii K odnomu iz dostizhenij sovremennoj genetiki i selekcii otnositsya preodolenie besplodiya mezhvidovyh gibridov Vpervye eto udalos sdelat G D Karpechenko pri poluchenii kapustno redechnogo gibrida V rezultate otdalyonnoj gibridizacii bylo polucheno novoe kulturnoe rastenie tritikale gibrid pshenicy s rozhyu Otdalyonnaya gibridizaciya shiroko primenyaetsya v plodovodstve RiskiSelekcionery vedut slabyj kontrol za bezopasnostyu poluchaemyh sortov i gibridov Naprimer sort kartofelya angl poluchennyj v 1960 h soderzhal v neskolko raz bolshe toksichnogo solanina chem obychnye sorta V processe odomashnivaniya i posleduyushej selekcii zakreplyalis ne tolko polozhitelnye svojstva V chastnosti kukuruza pri selekcii snizila soderzhanie zhirov posle rasprostraneniya mutantnogo varianta gena 1 2 PrimechaniyaKonovalov Yu B 100 LET SELEKCIONNOJ STANCII im P I LISICYNA TIMIRYaZEVSKOJ AKADEMII 100 LET ROSSIJSKOJ SELEKCII rus M Izvestiya TSHA vypusk 4 2003 S 153 163 Gorin A P Priezzhev G V Timiryazevskaya akademiya kolybel otechestvennoj selekcii rus M Izvestiya TSHA 1965 S 68 Henk J Schouten Evert Jacobsen Are Mutations in Genetically Modified Plants Dangerous Journal of Biomedicine and Biotechnology 2007 01 01 T 2007 ISSN 1110 7243 doi 10 1155 2007 82612 Arhivirovano 8 marta 2021 goda WESLEY FENLON 26 marta 2013 How The Selectively Bred Perfect Potato Turned Poisonous A friendly bit of advice if a potato is green don t eat it angl Tested com Arhivirovano 12 yanvarya 2014 Data obrasheniya 12 yanvarya 2014 Sergej Belkov 3 dekabrya 2013 Zhuk vrat ne budet TrV 143 Arhivirovano 31 dekabrya 2013 Data obrasheniya 12 yanvarya 2014 V konce 1960 h godov v SShA na rynke poyavilsya novyj vkusnyj sort kartofelya Lenape Lenape cherez neskolko let posle nachala kultivirovaniya Potrebiteli stali zhalovatsya na toshnotu diareyu i drugie simptomy otravleniya V pogone za ustojchivostyu protiv vreditelej selekcioneram udalos mnogokratno uvelichit uroven proizvodstva kartofelem solanina vrednogo dlya cheloveka Maggie Koerth Baker The case of the poison potato The Lenape potato developed in the 1960s for the snack business made a damn fine potato chip Unfortunately it was also kind of toxic angl BoingBoing net 25 marta 2013 Data obrasheniya 12 yanvarya 2014 Arhivirovano 12 yanvarya 2014 goda Yuchao Chai Validation of DGAT1 2 polymorphisms associated with oil content and development of functional markers for molecular breeding of high oil maize angl 2011 doi 10 1007 s11032 011 9644 0 Arhivirovano 9 oktyabrya 2013 goda Loss of the high oil DGAT1 2 allele possibly resulted from genetic drift in the early twentieth century when a few Corn Belt Dent populations were selected for the development of high grain yeild inbred lines LiteraturaVavilov N I Teoreticheskie osnovy selekcii M Nauka 1987 511 s 4500 ekz V state ne hvataet ssylok na istochniki sm rekomendacii po poisku Informaciya dolzhna byt proveryaema inache ona mozhet byt udalena Vy mozhete otredaktirovat statyu dobaviv ssylki na avtoritetnye istochniki v vide snosok 20 oktyabrya 2024
