11716 (Селекционная работа)

10

Селекционная работа

Контрольная работа

Содержание

1. Классификация методов оценки

2. Оценка на различных этапах селекционного процесса

3. Вычисление индекса отбора

4. Схема селекционной работы с самоопыляющимися культурами

Список литературы

1 КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТОДОВ ОЦЕНКИ

В селекции нельзя ограничиться только полевыми испытаниями. Используют все многообразие и лабораторных методов анализа. Методы оценки подразделяют на три группы: 1) полевые, 2) лабораторные, 3) лабораторно-полевые. Испытания проводят в обычных условиях и на провокационных фонах. Оценку можно давать непосредственно по изучаемым признакам (прямая оценка) и по косвенным признакам или показателям (косвенная оценка).

Полевая оценка. Это главная оценка, сопутствующая всему селекционному процессу. В различных питомниках селекционного материала последовательно изучают и учитывают: особенности роста и развития растений, их устойчивость к болезням и вредителям, к неблагоприятным факторам среды, реакцию на агротехнические приемы, устойчивость к полеганию, пригодность к механизированному возделыванию, продуктивность и урожайность, стабильность этих показателей по годам и др.

Лабораторная оценка. С помощью лабораторных методов выясняют биологические и физиологические особенности растесний, качество продукции, в частности технологические ее свойства, и т.д. Так, при селекции озимой мягкой пшеницы в лаборатории определяют мукомольные качества зерна, содержание белка и клейковины в нем, их специфичность, хлебопекарные качества муки и др., при селекции хлопчатника — все показатели качества волокна: длину, тонину, диаметр, прочность, зрелость, прядильные качества и др. Многие признаки иммунитета растений к болезням и вредителям, устойчивость растений к неблагоприятным факторам среды также оценивают лабораторными методами. Роль их в селекции возрастает.

Лабораторно-полевые методы оценки. Их применяют, когда полевую оценку селекционных номеров по определенным показателям дополняют лабораторными анализами. Например, при полиплоидизации селекционного материала отбор полиплоидов осуществляют в два этапа. Сначала в полевых условиях их отбирают по ряду внешних признаков: у полиплоидов обычно листья крупнее, шире и толще, цветки больших размеров и т.д. Однако дать окончательную оценку по этим показателям нельзя, она возможна с помощью микроскопического исследования и непосредственного подсчета хромосом, что выполнимо только в условиях лаборатории.

Следует подчеркнуть, что вся современная селекция строится на сочетании полевых и лабораторных методов оценки селекционного материала, которые гармонично дополняют друг друга.

Прямая оценка селекционного материала осуществляется путем непосредственного его осмотра, измерения растений или их органов, подсчета, взвешивания и т.д. Ее проводят по тем признакам, которые можно наблюдать (прохождение фенологических фаз, поражение болезнями и вредителями и др.), подсчитывать (число листьев, колосьев, бобов и т.д.), измерять (высота растения, прикрепления початка и др.), взвешивать (масса растения, зерна).

В ряде случаев об отдельных свойствах растения можно судить не непосредственно, а по косвенным показателям. Например, об устойчивости растений подсолнечника к подсолнечниковой моли можно судить по наличию или отсутствию панцирного слоя в оболочке семени. Засухоустойчивость растений связана с мощностью развития корневой системы, с анатомическим строением листьев и других органов. При использовании косвенного метода оценку растения по интересующему селекционера признаку проводят с учетом другого коррелятивно связанного с ним свойства.

Косвенный метод оценки применяют только в тех случаях, когда прямая оценка или трудноосуществима в данных условиях, или более трудоемка по сравнению с косвенной.

Выявление тесной связи между той или иной парой признаков открывает практически равные возможности для отбора по любому из них. Выгоднее, однако, использовать тот из коррелирующих признаков, который проще и легче учитывать.

Изучение с помощью ЭВМ корреляций между продуктивностью и другими количественными признаками у зерновых колосовых культур показало, что из всех исследованных признаков только один, а именно масса колосьев с растения, находится в тесной функциональной связи с его зерновой продуктивностью. Причем эта связь проявляется у всех сортов в любых условиях выращивания: при различной густоте стояния растений, при орошении и без него, на разных фонах удобрения. На рис. 83 представлены точечные диаграммы и графики регрессии для массы зерна с растения в зависимости от массы колосьев у яровой пшеницы при выращивании без орошения и в условиях полива и при разной площади питания растений.

Общепринятый способ индивидуального отбора в селекции зерновых культур на продуктивность предусматривает следующий порядок работы: 1) отбор лучших растений в поле или из снопов в лаборатории; 2) обмолот отобранных растений, ссыпание семян в индивидуальную тару, их взвешивание, этикетирование; 3) браковка по зерну; 4) ссыпание отобранных семян в пакеты с надписанными номерами линий. Этот способ очень трудоемок, поскольку индивидуальному обмолоту подлежат все отобранные растения, из которых уже на следующем этапе выбраковывается до 95% и более.

Выявление указанной связи позволяет отказаться от способа отбора на зерновую продуктивность зерновых колосовых культур по массе зерна с растения, применение которого связано со значительной потерей времени на обмолот и другие операции, и заменить его отбором по массе колосьев с растения (без снижения точности отбора), обеспечивающим многократное ускорение этого процесса, что эквивалентно увеличивает эффективность селекции данных культур: пшеницы, тритикале, ржи. Отбор высокопродуктивных растений по массе колосьев с растения или главного колоса дает возможность еще до проведения обмолота отобранных в поле растений выбраковывать весь малопродуктивный материал, обеспечив снижение затрат труда на обмолот, написание этикеток и браковку по зерну. После отбора по массе колосьев с растения или по массе главного колоса обмолоту будет подлежать только действительно самый продуктивный материал.

Масса колосьев с растения, г

Рис. 83. Точечные диаграммы и графики регрессии массы зерна с растения на массу колосьев у сорта яровой пшеницы Сонора 64 при выращивании растений без орошения {вверху) и при двукратном поливе (внизу); размещение растений 15 х 5 см (А, В) и 15 х 1 см (Б, Г)

Описываемый способ обладает тем преимуществом, что позволяет резко сократить затраты труда, связанные с обмолотом элитных растений, их этикетированием, размещением по пакетам и просмотром всего отобранного материала. По подсчетам автора, рекомендуемый способ позволяет в 5—6 раз увеличить объем анализируемого материала и соответственно повысить эффективность работы (Ю.Л. Гужов, 1983: Авторское свидетельство № 1060151).

В селекции перекрестноопыляющихся зерновых колосовых культур, в частности ржи, где в схемах селекционного процесса предусмотрены элементы массового отбора, данный метод будет особенно эффективным.

При мутационной селекции и при улучшающем семеноводстве, применяемом в ряде стран, процесс отбора на продуктивность может целиком основываться на определении массы главного колоса или массы колосьев с растения без их предварительного обмолота. Данный способ отбора можно с успехом применять не только при работе с зерновыми колосовыми культурами, но, очевидно, и в селекции метельчатых зерновых культур, в частности риса, овса и др.

Оценка на провокационном фоне. При оценке селекционного материала на устойчивость к неблагоприятным условиям, например: к засухе, пониженным температурам, болезням, некоторым вредителям, необходимо наличие этих факторов. Однако засуха или суровая зима, эпифитотии различных болезней не бывают ежегодно, распространение опасных вредителей также колеблется по годам. И чтобы объективно оценить селекционный материал по этим показателям, приходится искусственно создавать такие неблагоприятные условия, т.е. проводить оценку на провокационном фоне. При селекции растений на повышение устойчивости к основным болезням и вредителям, засухоустойчивость, зимостойкость, устойчивость зерновых к полеганию указанный метод стал неотъемлемой частью селекционного процесса. Значение его огромно, в частности, основной метод фитопатологической оценки — это испытание селекционного материала и сортов на инфекционном фоне, что обеспечивает нужную величину «инфекционной нагрузки», условия, способствующие заражению и развитию болезни, а также расовый состав возбудителя, различающийся по вирулентности. Для определения устойчивости зерновых культур к таким болезням, как ржавчина, мучнистая роса, головня и др., применяют искусственное заражение изучаемых растений. Устойчивость к засолению изучают, выращивая растения в вегетационных сосудах с почвой при разной концентрации определенных солей. Устойчивость к полеганию зерновых культур выявляют на фоне орошения и внесения высоких доз азотных удобрений. Для оценки зимостойкости озимых культур используют экологическое испытание, размещают посевы на открытых площадках, с которых удаляют снег в зимний период, применяют холодильные и климатические камеры, фитотроны и т.д. Таким образом, варианты оценки селекционного материала на провокационном фоне могут быть разнообразными.

2 ОЦЕНКА НА РАЗЛИЧНЫХ ЭТАПАХ СЕЛЕКЦИОННОГО ПРОЦЕССА

В проведении оценки селекционного материала существует определенная последовательность. На первом этапе работы, когда стоит задача из большого количества разнообразнейших форм выделить лучшие растения, оценку растений проводят только по основным признакам, часто глазомерно.

Между тем даже по результатам предварительной оценки можно уже на самых ранних этапах селекционного процесса исключить из дальнейшего изучения значительную часть материала, явно непригодного.

Несмотря на все сложности анализа, на раннем этапе селекции необходимо как можно раньше и возможно полнее оценить селекционный материал, чтобы избавить себя от бесполезной работы с малоценными номерами и сосредоточить основное внимание на изучении перспективных форм. Этому способствуют разработанные в последнее время многочисленные экспресс-методы, позволяющие проводить оценку очень быстро и с достаточной точностью.

По мере уменьшения количества селекционных номеров в результате выбраковки малоценных образцов и увеличения количества семян работа по оценке усложняется: возрастает число учитываемых и изучаемых признаков, усиливается глубина проработки материала, применяются все более сложные методы оценки, осуществляется испытание на урожайность с единицы площади. И наконец, на завершающем этапе селекционного процесса остаются единичные, но самые лучшие и перспективные селекционные номера, которые подвергают наиболее полной и всесторонней оценке по комплексу хозяйственно важных признаков и свойств, и в первую очередь по урожайности. Те из них, которые достоверно превосходят стандарт, передают в качестве перспективных сортов или гибридов в государственное сортоиспытание.

Таким образом, по мере прохождения селекционного материала по схеме селекционного процесса от его начала до завершения число селекционных номеров последовательно уменьшается от нескольких тысяч до нескольких образцов, выпускаемых в качестве перспективных форм. И параллельно с этим интенсивность проработки материала, наоборот, последовательно усиливается и становится все более полной и всесторонней.

3 ВЫЧИСЛЕНИЕ ИНДЕКСА ОТБОРА

При одновременном отборе по нескольким признакам помимо более простых и менее эффективных критериев селекции используют индекс отбора, который позволяет на основе математической оптимизации получить наиболее выгодные сочетания признаков у будущего сорта.

Для вычисления индекса отбора, как правило, необходимы следующие показатели:

фенотипическая варианта для каждого признака, на который ведется отбор (Vpir)',

фенотипическая коварианса для каждой пары признаков (Covph);

генотипическая вариаиса для каждого признака

генотипическая коварианса пар признаков

факторы экономического значения признаков, определяемые селекционером на основе цели селекции (этот критерий часто заменяют показателем ожидаемого сдвига при отборе).

Индекс отбора может быть представлен в следующей общей форме:

/ = Ь\ХХ + Ь2х2 + ... + Ьпхп ,(12.24)

где xi, X2, ..., xh — фенотипические значения признаков, на которые ведется отбор; Ь[, Ъъ •■-, Ъп — коэффициенты признаков.

Фенотипические значения Х\ ... хп измеряются при проведении отбора, а коэффициенты Ь\ ... Ъп следует вычислить математическим путем, в чем и заключается задача определения индекса отбора. Для вычисления коэффициента каждого признака составляют систему независимых друг от друга нормальных уравнений, в которой столько членов, сколько признаков, учитываемых одновременно при отборе.

В приводимом ниже примере описан ход вычисления индекса отбора, проводимого по двум признакам. При проведении отбора по трем и более признакам одновременно ход вычисления принципиально не отличается. Однако в этом случае предпочтительнее решать систему уравнений матричным способом.