Методы селекции в селекции растений по способу размножения - Selection methods in plant breeding based on mode of reproduction

Селекционеры использовать разные методы в зависимости от режима воспроизведение сельскохозяйственных культур, который включает в себя:

Способ воспроизводства культуры определяет ее генетический состав, который, в свою очередь, является решающим фактором для создания подходящих разведение и отбор методы. Знание способа воспроизводства также важно для его искусственного манипулирования с целью выведения улучшенных типов. Для культуры подходят только те методы разведения и отбора, которые не нарушают ее естественное состояние и не обеспечивают его поддержание. Именно по этим причинам введение самоопыления культур с перекрестным опылением приводит к резкому снижению их урожайности.

В учебных целях селекция растений представлена ​​четырьмя категориями: линейная селекция (автогамные культуры), популяционная селекция (аллогамный посевы), гибридный селекция (в основном аллогамные культуры, некоторые автогамный посевы), клонирование (вегетативно размножаемые культуры).

Самоудобляющиеся культуры (автогамные культуры)

Определенные ограничения привели к развитию механизмов самооплодотворения (частичного и полного самооплодотворения) у ряда видов растений. Некоторые из причин, по которым метод самооплодотворения является столь эффективным, - это эффективность воспроизводства, а также уменьшение генетическая вариация и, таким образом, фиксация высоко адаптированных генотипы. Почти нет инбридинговая депрессия происходит у самоопыляющихся растений, поскольку способ размножения позволяет естественный отбор иметь место в диких популяциях таких растений.

Важнейшими шагами в улучшении самоопыляющихся культур являются выбор родителей и определение лучших растений в сегрегации поколений. У заводчика также должны быть определенные цели в выборе родителей. Самоопыление легче поддерживать, но это может привести к неправильному использованию семян.

Несколько из агрономия Важные самоопыляющиеся культуры включают пшеницу, рис, ячмень, сушеные бобы, соевые бобы, арахис, помидоры и т. д.

Массовый отбор

Этот метод отбора зависит главным образом от выбора растений по их фенотип и производительность. Семена отобранных растений собираются для следующего поколения. Этот метод используется для улучшения общей популяции путем положительного или отрицательного массового отбора. Массовый отбор применяется к самоопыляющимся растениям лишь в ограниченной степени и является эффективным методом улучшения наземных видов. Этот метод отбора будет эффективен только для сильно наследуемых признаков. Недостатком массового отбора является большое влияние окружающей среды на развитие, фенотип и продуктивность отдельных растений. Это также может быть преимуществом, поскольку можно выбирать сорта для местных условий.

Стратифицированный массовый отбор на размер уха более 22 циклов[требуется разъяснение ] радикально изменила фенотип растений в кукуруза Популяция Сакатекас 58. Растения в цикле C22 были на 50 см выше, имели вдвое больший индекс площади листьев, достигли цветения через 7 дней и имели индекс урожая на 30% выше, чем C0 (Таблица 1).[требуется разъяснение ] Различия в росте были обнаружены в начале онтогенез. Рост корней C22 превышал рост C0, и отношение сухой массы побегов к сухой массе корней уменьшилось почти на 12%, с 8,0 ± 0,2 до 7,1 ± 0,1 (Таблица 2). Анализ компонентов урожайности показал, что C22 превосходил C0 по массе зерна, количеству рядов в колосе, количеству зерен в ряду и общей урожайности с единицы площади (Таблица 3). Поскольку эти два генотипа были фенологически разными, плотность посадки optima, вероятно, различны для каждой популяции.

Селекция перекрестноопыляемых культур

Виды растений, у которых нормальный способ завязывания семян происходит за счет высокой степени перекрестного опыления, обладают характерными репродуктивными особенностями и популяционной структурой. Существование бесплодия,[1] несовместимость с самими собой, несовершенные цветы и механические препятствия делают растение зависимым от чужеродной пыльцы для нормального завязывания семян. Каждое растение получает смесь пыльцы от большого количества особей, каждый из которых имеет разные генотипы. Такие популяции характеризуются высокой степенью гетерозиготности с огромной свободной и потенциальной генетической изменчивостью, которая поддерживается в устойчивом состоянии за счет свободного потока генов между индивидуумами в популяциях.

При разработке гибридных сортов ставится задача выявить наиболее продуктивные гетерозигота от населения, которое затем производится за исключением других членов населения.

Массовый отбор

Это самый простой, самый легкий и самый старый метод отбора, при котором отдельные растения отбираются на основе их фенотипических характеристик, и отбор массовых семян оказался достаточно эффективным для улучшения кукурузы на начальных этапах, но его эффективность, особенно для повышения урожайности, вскоре оказалась недооцененной. суровая критика, завершившаяся усовершенствованием метода массового отбора. Отбор после опыления не обеспечивает никакого контроля над родительской пыльцой, в результате чего эффективный отбор ограничен только родителями-самками. В наследственность оценки уменьшаются вдвое, поскольку для сбора семян используются только родители, тогда как источник пыльцы не известен после того, как произошло перекрестное опыление.

Рекуррентный отбор

Этот тип отбора представляет собой усовершенствованный вариант процедуры массового отбора и отличается следующим:

  • Визуально отобранные особи из основной популяции подвергаются потомство тестирование
  • Особи, отобранные на основе данных теста потомства, скрещиваются друг с другом всеми возможными способами для получения семян для формирования новой базовой популяции.

Отбор полусиба с тестированием потомства

Отбор производят на основе результатов теста потомства, а не фенотипического внешнего вида родительских растений. Семена от выбранных полусибсов, опыленных случайной пыльцой из популяции (это означает, что известна и выбрана только самка-родитель, отсюда и термин «полусиб»), выращивают в рядах нереплицированных потомков с целью отбора. Часть семян высаживают для определения урожайности или селекционной ценности для любого признака каждого растения. Семена из наиболее продуктивных рядов или остатки семян от выдающихся полусибсов набухают для завершения одного цикла отбора.

Отбор полных сибсов с тестированием потомства

Несколько семейств полных сибсов, каждое из которых получено путем скрещивания двух растений из базовой популяции, оценивают в повторных испытаниях. Часть каждого полнокровного семейства сохраняется для рекомбинации. На основании оценки оставшиеся семена отобранных полных сибсовых семейств используются для рекомбинации лучших семейств.

Селекция сельскохозяйственных культур бесполого размножения

Бесполое размножение охватывает все те способы размножения растений, при которых не происходит нормального образования гамет и оплодотворения, что резко отличается от нормальных семенных культур. В отсутствие полового размножения генетический состав размножаемого растительного материала остается практически таким же, как и у его исходного растения.

Клоны материнских растений можно получить с точным генетическим составом материнского растения. Отбирают и размножают превосходные растения вегетативно; потомство, размножающееся вегетативно, используется для создания стабильных сортов без какого-либо ухудшения из-за разделения комбинаций генов. Эта уникальная характеристика бесполое размножение помог вывести ряд сортов фруктов и овощей, включая виноград, яблоки, груши и персики.

Улучшение бесполого растительного материала путем отбора

Выбор этих культур ограничивается материалом, привезенным из других источников, таких как полевые плантации. Улучшение бесполого размножения растений путем индуцированного мутации имеет явные преимущества и ограничения. Любой вегетативный отросток можно обработать мутагенами, и даже один желаемый мутант или часть мутировавшего отростка (химеры) можно размножить как улучшенный тип исходного сорта.

Подбор бесполых растений

Отбор, в случае бесполых растений, можно определить как отбор наиболее продуктивного растения и его вегетативное размножение. Поскольку растения не являются полностью генетически стабильными, можно ожидать, что с годами будут происходить отклонения. Таким образом, отбор - это непрерывный процесс, когда отклоняющиеся выбираются или удаляются из программы отбора. Основная цель селекции - улучшение качества и урожайности будущих насаждений. В процессе отбора бесполых растений можно использовать различные подходы, такие как массовый отбор и отбор клонов из блоков клонов.

При массовом отборе есть несколько факторов, которые необходимо учитывать при выборе растений в материнском блоке, например: виноградник. Время выбора - важный фактор, потому что вам нужно выбирать, когда большинство характеристик растения четко проявляются. Для бесполых многолетников лучшее время - непосредственно перед сбором урожая. Для получения наилучших результатов отобранное растение необходимо оценить в следующем сезоне, когда лучше всего визуализируются аномалии роста, уродства листьев и симптомы вируса. Массовый отбор проводится ежегодно на одном и том же растении не менее трех лет. Завод, не соответствующий требованиям в любой год цикла отбора, исключается из программы.

Разработка нового клона

Разработка и регистрация новых клонов происходит посредством отбора местных клонов на старых плантациях, а также путем ввоза высококачественных клонов из-за границы для оценки на местах.

Клон - это вегетативное потомство одного определенного материнского растения; он не показывает никаких генетических, морфологических или физиологических отклонений от материнского растения. Оценка проводится с различными отобранными клонами после отбора.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Новицки, Марчин; и другие. (26 октября 2013 г.), Больше, чем кажется на первый взгляд: многолетний экспресс-анализ стерильности томатов в линиях ps и ps-2 (PDF), Australian Journal of Crop Science, 7 (13): 2154-2161; Издательство Южного Креста, получено 2013-10-29
  • ЧАХАЛ, Г.С. и ГОСАЛ, С.С., 2002. Принципы и процедуры селекции растений, Alpha Science International, Соединенное Королевство.
  • Фальконер, Д., 1989. Введение в количественную генетику. 3-е изд. Лонгман. Сгоревшая мельница.
  • ФРИШ, М. & МЕЛЬЧИНГЕР, А.Э., 2005. Теория отбора для обратного скрещивания с использованием маркеров. Генетика: Впереди опубликованные статьи, опубликовано 31 марта 2005 г. как 10.1534 / genetics.104.035451 [1]
  • ГУССАР, П.Г. (2004) Улучшение материала виноградной лозы путем отбора. Отдел виноградарства. Стелленбошский университет. Конспект лекций.
  • HOLSINGER, K.E., 2000. Репродуктивные системы и эволюция сосудистых растений. PNAS. 20 июня, т. 97, нет. 13: 7037-7042.
  • КЕННЕДИ, Б.К., 2004. Идентифицирован генетический барьер для самоопыления. EurekAlert! 19 мая. [2]
  • КОХЛИ, М. & FRANCIS, M., 2000. Применение биотехнологий в селекции пшеницы. Материалы конференции в Ла Эстансуэла, Уругвай, 19–20 ноября 1998 г. Монтевидео, Уругвай: CIMMYT. [3]
  • KWV, Южная Африка. (2005). Устанавливает новые мировые стандарты улучшения виноградных растений. Вититек ©
  • МАРАИС, Г.Ф. 2005. Seleksiemetodes vir kruisbestuiwende gewasse. Кафедра генетики. Стелленбосский университет. Конспект лекций.
  • ТАКЕБАЯСИ, Н. & МОРЕЛЛ, П.Л., 2001. Является ли самооплодотворение эволюционным тупиком? Возвращение к старой гипотезе с помощью генетических теорий и макроэволюционного подхода. Американский журнал ботаники. 88: 1143-1150.
  • ВИВЬЕР, М.А. (2004). Улучшение сортов винограда. Отдел виноградарства. Стелленбосский университет. Конспект лекций.