Особенности и методы селекции растений

Особенности и методы селекции растений

Особенности селекции растений

В самом начале своей осознанной деятельности люди пытались отобрать для себя и использовать отвечающие их потребностям растения. Речь шла о различных качествах растений. С одной целью человеку были нужны определенные вкусовые качества, с другой — определенный внешний вид, с третьей — устойчивость к неблагоприятным условиям окружающей среды.

Селекция как отрасль научно-практической деятельности и возникла потому, что появилась необходимость получить растения с желаемыми качествами.

Если речь идет о растениях, то это сорта растений. В иных случаях — породы животных и штаммы микроорганизмов.

Селекция растений имеют одну важную особенность: на протяжении года происходит процесс вегетации и созревания плодов. Даже одно растение способно дать очень много семян. Это значит, что в ходе организации опытной работы даже за год можно получить отличные результаты. Их можно легко отобрать по фенотипу и обработать статистически.

Методы селекции растений

Какие методы применяются в селекции растений? Известно, что основные методы селекции растений — гибридизация и искусственный отбор. Они всегда идут вместе и взаимно друг друга дополняют.

Благодаря гибридизации можно получить организмы, имеющие определенный генотип. Искусственный отбор же позволяет выбрать организмы с особенными внешними признаками (фенотипом) с продолжением работ по их закреплению.

Также в селекции растений может быть применен метод прививок. За счет этого метода есть возможность искусственного объединения частей разных растений для последующей селекционной работы.

Разнообразие исходного материала во многом определяет эффективность селекционной работы. Если говорить о селекции растений, то эта проблема вполне решаема: с помощью использования различных форм гибридизации в сочетании с искусственным мутагенезом. В частности, за счет искусственного мутагенеза и последующему отбору среди мутантных форм были созданы сотни новых сортов пшеницы, ячменя, ржи и прочих культурных растений.

Остановимся подробнее не отдельных методах селекции растений.

Метод гибридизации

В селекции растений применяют разные формы гибридизации: внутривидовое (неродственное и близкородственное) и межвидовое скрещивание.

Близкородственное скрещивание — это такое скрещивание, при котором у особей есть общие близкие предки. С помощью этого метода получают чистые линии растений с большим процентом гомозиготности по большинству признаков.

Неродственное скрещивание проводится между растениями одного вида: у них нет общего предка. Благодаря такому скрещиванию в гибридах сочетаются различные качества одного и того же вида.

Межвидовое скрещивание проводят между растениями, которые относятся к разным видам.

Часто межвидовые виды отличаются стерильностью. Все дело в количестве хромосом в кариотипе организмов. Однако современные ученые уже могут преодолевать стерильность межвидовых гибридов. К примеру, еще Мичуриным применялся метод посредника. Для преодоления нескрещиваемость двух видов, он брал третий вид и скрещивал его с первым. Полученный гибрид скрещивался со вторым растением.

Полиплоидия

Полиплоидия представляет собой явление, при котором увеличивается количество хромосом в ядре клеток растения.

Этого результата можно достичь несколькими путями. В случае, если при удвоении хромосом не происходит деление клетки, то можно получить диплоидную половую клетку, а после — триплоидный гибрид. Из других способов — слияние соматических клеток или их ядер, образование гамет с нередуцированным числом хромосом в результате нарушения мейоза.

Ученым-генетиком Г. Д. Карпеченко использовалась методика воздействия на веретено деления с помощью различных мутагенов: химических веществ, ионизирующего излучения, критических температур. Целью ученого было получение гамет с диплоидным набором хромосом, а также получение тетраплоидного гибрида.

Также применяются мутации, которые приводят в итоге к кратному уменьшению числа хромосом. Благодаря этому можно быстро получить гомозиготные по большинству генов формы растений.

Метод прививок

Классический метод селекции растений, суть которого — в искусственном объединении частей разных растений. На растущее растение (подвой) прививается часть (почка или побег) другого растения. Часть растения, которое прививается, называется привой. Прививку нельзя считать настоящей гибридизацией. В ее случае речь идет только о ненаследуемых изменениях фенотипа объединенного растения, а генотип исходных форм не меняется.

Однако за счет прививок происходит сближение биохимических и физиологических процессов объединенных растений. Цель использования этого метода — усилить желаемые изменения фенотипа в результате сочетания свойств привоя и подвоя. К примеру, можно говорить о морозоустойчивости северного подвоя и вкусовых качествах южных сортов привоя, или устойчивости подвоя против различных болезней.

Отдельные сорта культурных растений в случае размножения семенами быстро возвращаются к фенотипам предковых форм или, другими словами, «дичают». В этом случае единственное решение, направленное на поддержание таких сортов — вегетативное размножение либо их прививка к дичку.