Методы селекции растений

Селекция – наука об улучшении отдельных качеств животных и растений, необходимых человеку, а также о выведении новых сортов растений, пород животных, штаммов микроорганизмов. Для создания культурных сортов используют методы селекции растений.

Селекция

Большинство растений, которые современное человечество употребляет в пищу, является продуктом селекции (картофель, томат, кукуруза, пшеница). На протяжении нескольких веков люди культивировали дикие растения, переходя от собирательства к земледелию.

Направлениями селекции являются:

  • высокая урожайность;
  • питательность растений (например, содержание белка в пшенице);
  • улучшенный вкус;
  • устойчивость культур к погодным условиям;
  • скороспелость плодов;
  • интенсивность развития (например, «отзывчивость» на удобрения или полив).

Рис. 1. Сравнение дикой и сельскохозяйственной кукурузы.

Селекция решила проблемы с нехваткой пищи и продолжает развиваться, внедряя методы генной инженерии. Селекционеры не только улучшают вкус и повышают питательность растений, но и делают их полезными, насыщенными витаминами и химическими элементами, важными для метаболизма.

Для успешной селекции необходимо понимать закономерности наследования признаков, особенности влияния среды, морфологическое строение и способы размножения культивируемых растений.

Методы

Основными методами селекции являются:

  • искусственный отбор – выбор человеком наиболее ценных культур для селекции;
  • гибридизация – процесс получения потомства от скрещивания разных генетических форм;
  • искусственный мутагенез – внесение изменений в ДНК.

Искусственный отбор включает в себя два вида – индивидуальный (по генотипу) и массовый (по фенотипу). В первом случае важны конкретные качества растений, во втором – отбирают наиболее приспособленные особи.

Гибридизация бывает двух видов:

  • внутривидовая или близкородственная – инбридинг;
  • отдалённая (межвидовая) – аутбридинг.

Классические методы селекции растений описаны в таблице.

Метод

Суть

Примеры

Индивидуальный отбор

Проводят по отношению к самоопыляемым растениям. Выведение единичных особей с нужными качествами и получение от них улучшенного потомства

Пшеница, ячмень, горох

Массовый отбор

Проводят по отношению к перекрестноопыляемым растениям. Растения скрещиваются массово. Из полученного потомства отбирают лучшие экземпляры и снова проводят скрещивание. Может повторяться до тех пор, пока не будут выведены нужные качества растений

Подсолнечник

Инбридинг

Происходит при самоопылении перекрёстноопыляемых растений. В результате получают чистые (гомозиготные) линии, чтобы закрепить полученный признак. Наблюдается снижение жизнеспособности (инбредная депрессия), т.к. потомки постепенно переходят в гомозиготное рецессивное состояние

Сорта груш, яблонь

Аутбридинг

Скрещиваются разные виды, потомки обычно стерильны, т.к. при скрещивании нарушается мейоз, не образуются гаметы. В первом поколении наблюдается эффект гетерозиса – превосходство потомков над родительскими формами за счёт образования гетерозиготных генов. Чем отдалённее в родстве родители, тем ярче проявляется гетерозис

Гибриды пшеницы и ржи (тритикале), смородины и крыжовника (йошта)

Мутагенез

Подвергают растения ионизирующему, лазерному излучению, химическому или биологическому воздействию, в результате чего возникают мутации. Чаще всего таким способом вырабатывают устойчивость к заболеваниям и вредителям. Метод усовершенствовала генная инженерия – нужный ген можно «включить» или «выключить» вручную без потери других полезных признаков

Сорта пшеницы

Примеры гибридов

Рис. 2. Примеры гибридов.

Неудачный опыт селекции – борщевик Сосновского. Растение культивировалось в качестве корма для скота. Однако впоследствии выяснилось, что новый борщевик легко проникает в экосистемы, вытесняя естественные растения, а также содержит вещества, повышающие чувствительность к ультрафиолету. Попав на кожу, сок вызывает ожог на солнце.

Борщевик Сосновского

Рис. 3. Борщевик Сосновского.

Что мы узнали?

Из урока узнали о том, для чего необходима селекция и какие методы применяются в селекции растений. Рассмотрели классические методы селекции – индивидуальный и массовый отбор, внутривидовую и отдалённую гибридизацию, мутагенез.

Тест по теме

Предметы