Основные методы селекции вообще и селекции растений в
частности, – отбор и гибридизация.
Для перекрестно-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, т.е.
генетически однородного сорта, то применяют индивидуальный отбор, при
котором путем самоопыления получают потомство от одной-единственной
особи с желательными признаками. Таким методом были получены многие
сорта пшеницы, капусты и т.п.
Для закрепления полезных наследственных свойств
необходимо повысить гомозиготность нового сорта. Иногда для этого
применяют самоопыление перекрестно-опыляемых 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. У самоопыляемых растений рецессивные мутантные гены быстро
переходят в гомозиготное состояние, и такие растения погибают,
выбраковываясь естественным отбором.
При скрещивании отдаленных сортов растений или даже
различных видов наблюдается явление гетерозиса, – при котором
гибриды первого поколения обладают высокой урожайностью и устойчивостью
к неблагоприятным воздействиям. Однако межвидовые гибриды обычно не
могут размножаться половым путем из-за нарушения конъюгации хромосом в
мейозе.
В селекции растений широко применяется искусственный
мутагенез, и в частности создание полиплоидных сортов.
74. Раскройте положительные и отрицательные стороны
самоопыления при селекции культурных растений.
Многие дикорастущие и культурные растения являются
самоопыляемыми. Селекция новых сортов таких растений облегчается тем,
что достаточно получить всего одно растение с желаемыми полезными
свойствами. Далее путем самоопыления получают чистую линию генетически
однородных потомков. Таким образом были получены новые сорта пшеницы,
капусты, гороха.
Иногда приходится применять самоопыление и у
перекрестно-опыляемых растений. Например, это делают тогда, когда
имеется всего одна особь с особо ценными свойствами и необходимо
получить от нее потомство для дальнейшего скрещивания. Однако такой
селекционный прием часто приводит к тому, что гибриды имеют сниженную
выживаемость, малую урожайность и плодовитость, иными словами –
вырождаются. Основная причина этого – переход многих генов в
гомозиготное состояние. У любого организма в генотипе постепенно
накапливаются неблагоприятные мутантные гены. Они, аще всего рецессивны
и фенотипически не проявляются. Но при самоопылении они переходят в
гомозиготное состояние и возникает неблагоприятное наследственное
изменение. У самоопыляемых растений рецессивные мутантные гены быстро
переходят в гомозиготное состояние и такие растения погибают,
выбраковываясь естественным отбором.
75. Что такое гетерозис? Раскройте его значение для
селекционной практики.
При скрещивании отдаленных сортов или даже различных
видов растений возникает гетерозис – явление, при котором гибриды
первого поколения обладают повышенной урожайностью и устойчивостью к
вредным воздействиям.
На практике получают две чистые линии растений
какого-либо вида, а затем скрещивают их. При правильном сочетании этих
линий получают гетерозисные гибриды, превосходящие урожайностью каждую
из родительских линий. К сожалению, эффект гетерозисной мощности бывает
сильным только в первом гибридном поколении, а в следующих поколениях
постепенно снижается (рис. 20).
Рис. 20. Пример гетерозиса: початки родительских
линий (вверху) и гибрида (внизу) кукурузы
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. Путем гетерозиса повышают урожайность
кукурузы, томатов и других культурных растений.