Методы селекции
Лекция 5
Методы селекции.
Селекция путем отбора. Естественный и искусственный отбор.
При всякой селекционной работе отбор является наиболее важным и решающим процессом. Отбор - это основа селекционной работы: с отбора исходных форм начинается выведение сорта, отбором и заканчивается апробация форм и признание нового сорта. Он имеет место и при гибридизации и мутациях. При чистом отборе из уже существующего генетического многообразия выделяют и размножают только ту часть, которая больше всего соответствует целям селекции. При скрещиваниях и мутациях можно получить не существовавшие прежде комбинации наследственных основ, новые наследственные задатки, следовательно, получить растения с новыми качествами. Селекционер, как правило, использует растительный материал, который подвергался естественному отбору в течение тысячелетий, т.е. те растения, которые приспособились к окружающим условиям. Как известно, естественный отбор происходит под действием климата, почвенный условий и живых организмов.
Среди климатических факторов наибольшее значение имеет температура и осадки. Рост растений определяют суточные и годичные колебания температуры, сумма температур за вегетационный период, продолжительность безморозного периода.
Их почвенных факторов решающую роль играют количество и соотношение питательных веществ, наличие кислорода, уровень кислотности, качественный и количественный состав живых организмов в почве.
Выживают, как правило, более жизнеспособные организмы. Отбору в природе способствуют также вредители животного и растительного происхождения. Так, одно растение повреждается каким - нибудь вредителем, в то время как другое, рядом стоящее, в связи с наследственными особенностями обладает устойчивостью к данному вредителю.
При искусственном отборе селекционер использует из отобранного природой материала наиболее соответствующие его целям - быстрорастущие, поздно трогающие в рост экземпляры, с лучшей формой ствола и кроны и т.д. Но и искусственно отобранный материал в течение продолжительного селекционного периода подвергается естественному отбору.
Если селекционер хочет использовать всю полноту форм какого - либо вида необходимо брать растения из центра ареала произрастания вида, т.к. там наблюдаются оптимальные условия для развития данной породы. По направлению к границам ареала климатические условия становятся все менее благоприятны. Например, на севере или выше в горных условиях сокращается количество тепла, а на юге - количество осадков, выше - количество осадков увеличивается. Поэтому, если отбор ведется на морозо - или засухе устойчивость, то быстрее можно достичь цели произведя отбор из растительного материала, уже отобранного природой, а именно, на засухоустойчивость - в южных, степных условиях, на морозоустойчивость - в северных границах ареала или в горных условиях на верхней границе произрастания данного вида растения. Но необходимо иметь в виду одно обстоятельство, что каждый селекционный отбор суживает первоначальный состав наследственных основ. Из селекции полевых и садовых растений известно, что такое ограничение может со временем привести к неприятным последствиям. Так, у высоко урожайных зерновых культур недостает многих, существующих у исходной диких форм свойств, которые обуславливают устойчивость растений к неблагоприятным фактором среды. Поэтому желательно иметь по каждой древесной породе коллекцию форм, так называемый резерв форм в виде живого гербария. Таковым у нас в Кыргызстане являются орехово - плодовые леса, это наш генофонд, который необходимо охранять и сохранять.
В селекции существуют два метода искусственного отбора: массовый и индивидуальный.
Рекомендуемые материалы
При массовом отборе отбирают большое количество растений, которые в наибольшей степени отвечают задачам селекции, и размножают их совместно. Выбор или отбор желательных, наиболее пригодных для селекции типов называют положительным массовым отбором, а искоренение нежелательных форм - отрицательным.
1.Пример отрицательного массового отбора - уход за запасом. Удаляют при рубках ухода наименее ценные, больные и худшие деревья.
2. Сплошная рубка насаждений, не соответствующая местообитанию - пример массового отрицательного отбора. Этим предотвращается опасность распространения непригодных наследственных задатков через пыльцу.
3. Отбор в питомнике - среди сеянцев в посевном отделении и саженцев в школьном можно распознать нежелательные типы и удалить их. Например, у 2-х летних сеянцев ели можно выбраковывать такие, у которых вместо верхушечного побега образуется куст, или отсутствуют боковые побеги, приобретают форму ведминой метлы - кустится верхушечный побег. Или у сеянцев бука образуется двойная верхушечка, или плохо выражен главный побег и т.д.
Положительный массовый отбор наиболее простой. В насаждении отбирают лучшие деревья, отличающиеся по прямым или коррелятивным признакам. К прямым признакам относятся:
1. Быстрота роста, определяется как отношение высоты и
возраста;
2. Очищаемость ствола от сучьев;
3. Полнодревесность;
4. Толщина и угол отхождения боковых ветвей и т.д.
Коррелятивные признаки (понятие дал Ч.Дарвин) - когда один признак зависит от другого, например, строение коры деревьев коррелятивно связано с физико-механическими свойствами древесины, быстротой роста, содержание поздней древесины коррелятивно связано с физико-механическими свойствами. Массовый отбор бывает однократным и многократным.
Примером однократного массового отбора может быть такова – с лучших деревьев перед рубкой собирают семена и используют для посева. Эффективность такого отбора небольшая, т.к. все наши растения перекрестноопылямые, поэтому семена имеют как материнскую, так отцовскую наследственность. При таком отборе нельзя ожидать получения строго выраженного потомства, которое полностью бы унаследовало ценные признаки материнских деревьев. Но если при выращивании сеянцев из этих семян применить последующий отбор на быстроту роста, то посадочный материал значительно улучшится, Поэтому однократный массовый отбор является простым и доступным по технике проведения и следует рекомендовать для использования в
практике лесного хозяйства.
Более эффективен многократный массовый отбор, повторяемых в ряде потомств. Этот отбор применяется широко в сельскохозяйственной практике. А вот применять его в лесном хозяйстве почти невозможно, т. к, он займет десятки лет - надо дождаться каждый раз начала плодоношения отбираемых лучших древесных растений. Этот метод отбора можно применять только у ценных кустарниковых пород, рано вступающих в стадию плодоношения (лещина обыкновенная, облепиха и т.д. при искусственном разведении).
Обратите внимание на лекцию "19. Нормативно-справочная база".
Этот метод с успехом можно применять при вегетативном размножении. При вегетативном размножении обычно полностью наследуется материнские свойства и признаки.
Метод отбора применяется такой же, как и при семенном размножении. В насаждениях или зарослях кустарников отбирают особи, с которых режут черенки для последующего их размножения. Со всех отобранных экземпляров черенки высаживают вместе без учета индивидуальных особенностей, т.к. если материнские особи отличаются от средних по своей продуктивности, урожайности или по другим каким - либо качествам, то полученное потомство будет иметь эти же свойства. Такие экземпляры будут служить объектами для последующего отбора.
Метод индивидуального отбора при семенном размножении, как и массовый, требует длительного времени, В лесном хозяйстве, в частности в селекции лесных культур, наиболее перспективен индивидуальный отбор лучших деревьев, т.е. плюсовых. Наследственная ценность таких деревьев может быть установлена путем испытания клонов или потомства. Для этого с плюсовых деревьев нарезают черенки, которые прививают на другие подвои. Привитые деревца (5-10 растений каждого клона) от различных плюсовых деревьев выращивают в одинаковых условиях на относительно большом расстоянии друг от друга. Наблюдения за ростам и физиологическим состоянием выращиваемых растений позволит дать оценку отобранных плюсовых деревьев. При этом, однако следует учитывать что подвои, если они неоднородные по генотипу, могут неодинаково влиять на привои. Это обстоятельство может затруднить сравнения привоев. В связи с этим более надежным будет испытание клонов при укоренении черенков, срезанных с плюсовых деревьев. В настоящее время разработаны и испытаны многочисленные способы укоренения черенков с большинства древесных и кустарниковых пород.
Э. Ромедер и Г.Шенбах предложили метод индивидуального отбора при семенном размножении в форме селекции семейством. При этом методе отбирают несколько десятков плюсовых деревьев, в семенной год собирают семена или плоды с каждого дерева отдельно и высевают раздельно. Затем сеянцы высаживают на опытные делянки, где изучают потомство от свободного опыления. От каждого семейства выбирают 10 растений, а затем из каждого потомства - 10 наиболее продуктивных деревьев и заготавливают с них семена или плоды. Недостаток -длительный срок, неизвестен опылитель - отец, который может быть худшим деревом и передать эти худшие свойства по наследству.
Многократный индивидуальный отбор проводится по тому же принципу, т.е. отбирается несколько десятков плюсовых деревьев, в семенной год собирают семена , высевают с каждого отдельно и высаживают отдельно. Затем из каждого потомства после вступления его в пору плодоношения отбирают 10 лучших особей, с которых собирают семена и высевают их отдельно. И так можно повторять несколько раз и он будет длиться десятки лет. У кустарников этот период будет значительно меньше, т.к. они намного раньше вступают в пору плодоношения по сравнению с древесными породами. Однако при вегетативном размножении принципы и методы индивидуального отбора остаются такими же, как и при семенном размножении. Черенки режут с отобранных по прямым или коррелятивным признаком лучших деревьев и кустарников. Можно использовать отводки или корневые отпрыски. Клоны высаживают на испытательный участок для сравнения быстроты роста или каких - либо других качеств материнских особей. Сравнительную оценку проявления признаков у различных клонов деревьев на быстроту роста можно проводить в 4-5 -летнем возрасте, по другим признаком - позже, но не позднее 7-10 лет. У кустарников в более раннем возрасте, например у ив - в 2-3 года. После оценки потомства лучшие материнские особи можно использовать для сортового размножения.
Этот метод широко применяется при испытании различных форм тополей.
