Modern Methods of Evaluation of Breeding Material
1. 2. 3. 4. Оценка продуктивности. Оценка зимостойкости. Оценка засухоустойчивости. Оценка устойчивости к заболеваниям. 5. Оценка полегания растений и осыпания зерна. 6. Оценка качества продукции.
Методы оценки селекционного материала • Все отобранные в процессе селекционной работы номера и сорта называют селекционным материалом. • Главные показатели, характеризующие сорта или селекционные номера, их урожайность и качество продукции. • Но эти показатели, во-первых очень сложны, они определяются большим числом отдельных более простых признаков и свойств и, во-вторых сильно изменяются под влиянием различных условий выращивания.
В процессе выведения новых сортов необходимо проводить оценку селекционного материала по следующим показателям: - продуктивности, - устойчивости к неблагоприятным - климатическим условиям возделывания (оценка на значимость), - устойчивости к болезням: ржавчине, головне, гельментоспориозу, фитоспорозу и т. д. , - Пригодности к механизированному возделыванию и уборке урожая (оценка на полегаемость и осыпаемость), - Качеству продукции (определение содержания белка, крахмала, жира, оценка мукомольнохлебопекарных качеств зерна пшеницы и др. )
• В селекционном процессе используют полевые, лабораторные и лабораторно-полевые методы оценки на обычных и провокационных фонах по двум видам признаков: прямым и косвенным. • Оценка сортов и селекционных номеров по прямым признакам проводится непосредственно путем подсчета, взвешивания, измерения и т. д. , по косвенным признакам оцениваются биологические и технологические показатели. • Сорт, у которого оказался наибольший процент перезимовавших растений – наиболее зимостойкий из числа сравнивавшихся с ним в одинаковых условиях. • Степень поражения листьев у сорта пшеницы прямой признак его ржавчиноустойчивости.
Полевой метод оценки заключается в проведении наблюдений, учетов и сравнений позволяющих наиболее полно и верно давать оценку сортов и селекционных номеров в поле. Поэтому он является главным при изучении любого селекционного материала. Очень часто дать оценку на устойчивость к действию какого-либо неблагоприятного условия не представляется возможным в течении нескольких лет, так как оно в природе в это время не проявляется.
• Оценить селекционный материал озимых культур на морозостойкость полевым методом можно лишь во время суровой зимы. Только при таких условиях создается возможность установить различие между сортами по данному признаку. • Если же селекционный материал испытывается в годы, благоприятные по перезимовке, то выявить морозостойкие сорта не удается. • Сорт, отобранный селекционером за свою высокую продуктивность, может впоследствии, когда он будет высеваться в производстве, вымерзнуть в первую же холодную зиму. • Подобные же затруднения встречаются при оценке селекционного материала полевым методом на устойчивость к засухе, к поражению болезнями, полеганию и т. д.
• Оценка на провокационном фоне не заменяет основной оценки в обычных условиях, а дополняет ее. • В то же время значение провокационных фонов в селекционной работе так велико, что без их использования во многих случаях нельзя вывести хороших сортов, дающих устойчиво высокие урожаи. • Например, применение провокационных фонов совершенно необходимо для оценки при выведении морозостойких сортов озимой пшеницы, ржавчиноустойчивых сортов • озимой и яровой пшеницы, • заразихоустойчивых сортов подсолнечника, • фитофторо- и ракоустойчивых сортов картофеля, • вилтоустойчивых сортов хлопчатника и т. д.
Основное условие работы при испытании селекционного материала состоит в том, что оценка должна быть наиболее всесторонней, точной, и ее нужно дать в самые короткие сроки.
Продуктивность – средняя урожайность одного растения. Урожайность - это произведение двух величин: продуктивности и среднего числа растений. На самых ранних стадиях селекционного процесса когда отбирают элитные растения и в первые годы испытания их потомства оценивать будущие сорта можно только по продуктивности родоначальных растений. Но и в дальнейшем, когда появляется возможность определять урожайность селекционных сортов и номеров, оценка по продуктивности сохраняет свое значение.
Продуктивность растения у зерновых колосовых культур складывается из числа колосоносных стеблей, среднего числа зерен с одного колоса и массы 1000 зерен. Очень часто продуктивность характеризует урожайность сорта. растений хорошо Однако, оценка селекционного материала по продуктивности очень осложняется вследствие сильного модифицирования составляющих ее признаков. Продуктивная кустистость, число зерен в колосе, масса 1000 зерен изменяется под влиянием незначительных различий в условиях выращивания в пределах одного и даже самого наибольшего участка (влияние микрорельефа, различий в увлажнении, плотности почвы, распределении питательных веществ, глубины заделки семян и т. д. )
Для правильной оценки селекционных номеров и сортов по продуктивности необходимо создавать в питомниках сортоиспытания выровненный фон, чтобы уменьшить влияние модифицированной изменчивостью.
Оценка зимостойкости • Зимостойкость обусловлена различными благоприятными свойствами растений, которые изменяются под влиянием условий произрастания. • Устойчивостью урожаев озимых культур в решающей степени определяется условиями их перезимовки, которая зависит от агротехники и наследственных особенностей возделывания озимых культур. • • Периодически на той или иной площади наблюдается изреживание, частичная или полная гибель их под влиянием неблагоприятных условий перезимовки. В отдельные годы она достигает больших размеров. • Гибель растений при перезимовке в различных зонах и в разные годы происходит от различных причин. Растения могут вымерзать в начале зимы при отсутствии или недостаточности снежного покрова. • Особенно часто посевы озимой пшеницы гибнут от действия низких температур ранней весной, после схода снега.
• Очень опасны для озимых культур зимние оттепели, сопровождающиеся дождями; при этом часто образуется притертая ледяная корка, под которой растения вымерзают или погибают от недостатка кислорода. • При резкой смене температур ранней весной верхний слой почвы то оттаивает, то замерзает, что нередко ведет к разрыву корневой системы и гибели растений, называемой вымиранием. В районах с большим снеговым покровом гибель посевов чаще всего в результате выпревания. • Оно является следствием усиленного дыхания растений под снегом при небольших плюсовых температурах, когда растения, расходуя продукты ассимиляции, не могут их пополнять; они оказываются ослабленными и очень часто поражаются снежной плесенью, ускоряющей и увеличивающей их гибель. • Выпревание чаще всего наблюдается, когда снег выпадает рано осенью на талую землю. На пораженных элементах рельефа, где весной застаивается талая вода, растения могут гибнуть от вымокания.
Полевые методы оценки зимостойкости: -глазомерная оценка перезимовки, - оценка перезимовки при весеннем подсчете живых и погибших растений, - искусственное создание снегонакопления и ледяной корки, - посев на склонах, - посев в других районах, - метод монолитов, - посев в ящиках.
• Глазомерная оценка перезимовки • Для этого весной, когда растения начнут отрастать и живые растения можно отличить от мертвых, последовательно осматривают один за другим все селекционные номера и сорта, давая глазомерную оценку их перезимовки по пятибалльной системе. • Если на делянке не обнаруживается никаких следов гибели растений - перезимовка оценивается баллом 5, когда происходит полная гибель или сохраняется лишь единичные растения, перезимовка оценивается баллом 1.
Посев на склонах • Склоны полей, направленные в сторону ветров, господствующих зимой в данной местности, можно использовать в качестве естественного провокационного фона для оценки морозостойкости сортов. Посев в других районах • для оценки зимостойкости сортов иногда прибегают к посеву их в районах с более суровыми зимами.
Посев в ящиках можно использовать не только для определения морозостойкости сортов, но и гибридов, когда по каждому номеру имеется небольшое количество семян. А в качестве контролей при этом используют хорошо известные сорта, характеризующиеся слабой, средней и высокой морозостойкостью.
Косвенные признаки определения зимостойкости: • количество сахара в растениях, • интенсивность синтеза АТФ, • размеры и степень дифференциации зачаточного колоса в ранневесенний период. • Зимостойкости растений можно определять не только по числу растений, сохраняющихся при воздействии низкой температуры, глубоко снегового покрова и т. д. , • но и косвенно - по некоторым биохимическим показателям. • К таким косвенным признакам относятся следующие.
Количество сахара в растениях Исследованиями установлено, что зимостойкость растений зависит от количества сахаров, накапливаемых ими в осенний период: из нескольких сортов, растущих в одинаковых условиях, более морозостойкими будут те, у которых накапливается больше сахаров. Но часто высокая морозостойкость не соответствует интенсивности накопления сахаров. Отмечены даже случаи, когда клетки, наполненные сахарами, гибнут от мороза.
Интенсивность биосинтеза АТФ q АТФ - аденозинтрифосфорная кислота, универсальный источник энергии для всех процессов, протекающих в клетке. q Исследования показывают, что зимостойкость растений связана, с энергетическим обменом клеток, с синтезом АТФ. q Следовательно, для снабжения клеток энергией нужны не только сахара, но и АТФ, обеспечивающая процесс фосфорилирования. q Интенсивность синтеза АТФ при низкой температуре ( -10°С в узле кущения) - главный показатель, определяющий морозостойкость злаков.
Оценка засухоустойчивости • Засуха в нашей стране довольно частое явление. • В некоторые годы она охватывает очень большие территории, резко снижая урожайность всех с. -х. культур. • Одно из важнейших средств борьбы с засухой - возделывание засухоустойчивых сортов.
Под засухоустойчивостью растений понимают их способность наиболее продуктивно использовать воду при высокой температуре, низкой относительной влажности воздуха, почвы, и давать в этих условиях высокий урожай, при хорошем качестве продукции. • Засухоустойчивость – очень сложное свойство
Засухоустойчивость зависит от: - физиологической стойкости протоплазмы к обезвоживанию, высоким температурам и концентрации солей, - биологической особенности роста и развития.
• Засуха проявляется в трех разных видах: почвенная, атмосферная и физиологическая. При почвенной засухе снижение воды в корнеобитаемом слое почвы достигает величины метрового запаса. Характерная особенность ее – более или менее постепенное наступление.
• При атмосферной засухе относительная влажность воздуха снижается до 18 -20% и ниже. • Характерная особенность этого вида засухи – внезапное наступление ее. • При физиологической засухе все процессы происходящие в растении экономно расходуют воду во время засухи и хорошо отзываются на увлажнении. Полевые методы оценки засухоустойчивости • Оценивать селекционный материал можно непосредственно в поле по прямым признакам, проводя тщательные наблюдения, не закладывая при этом никаких специальных опытов.
• О воздействии почвенной и воздушной засухи на различные сорта судят по урожаю зерна и его выполненности. • Сопоставляют урожай и качество продукции сортов в засушливые годы и годы, когда засух не было. • Однако, более всестороннюю, быструю и точную характеристику селекционных материалов по засухоустойчивости может дать совместное применение методов оценки по прямым и косвенным признакам. • При этом необходимо учитывать типы засухи и биологические особенности развития изучаемых сортов и форм.
Полевые методы оценки засухоустойчивости • учет прироста сухого вещества растений косвенный признак характеризующий засухоустойчивость сортов, • - изучение корневой системы, • - метод засушников, • - метод завядания, • - определение засухоустойчивости растений по жаростойкости проростков. • При наступлении засушливой погоды у всех культур данный показатель снижается, но у засухоустойчивых сортов этот процесс идет более замедленно, чем у незасухоустойчивых. •
Изучение корневой системы • Мощность, глубина проникновения, быстрота роста и степень разветвления корневой системы и образование • вторичных корней, как правило, свидетельствует о засухоустойчивости сорта. Метод засушников Для оценки растений по отношению к почвенной засухе применяют метод искусственных засушников. Сравниваемые сорта высевают в поле. В определенное время часть площади делянок искусственно закрывают, чтобы полностью изолировать растения от выпадающих на них осадков. Здесь постоянно нарастает почвенная засуха.
Оценка устойчивости к заболеваниям • Выведение сортов, устойчивых к заболеваниям одна из важнейших задач селекции. Многие болезни с. -х. растений причиняют огромный вред, снижая урожай и его качество. К ним, прежде всего, относятся ржавчина пшеницы и овса, корневые гнили пшеницы и ячменя, вирусные болезни картофеля, вилт хлопчатника и др. • В борьбе с различными заболеваниями растений наряду с агротехническими и химическими средствами очень большая роль принадлежит устойчивым к поражению сортам. Создание таких сортов представляет большие трудности, т. к. подавляющее большинство возбудителей болезней имеет огромный коэффициент размножения, у них очень быстро происходит смена генераций. •
• Для оценки селекционного материла на устойчивость к заболеваниям проводят специальные испытания с искусственным внесением инфекции, а также используют данные естественного заражения, особенно в годы распространения эпифитотий. • Искусственное заражение спорами ржавчины позволяет проводить оценку ржавчиноустойчивости селекционных материалов в любой год. • Потери урожая зерновых культур от пыльной и твердой головни довольно значительны. • Заражение зерновых культур головней — одна из основных причин ежегодной выбраковки их посевов при апробации из числа сортовых.
• Наиболее простой и эффективный метод полевой оценки устойчивости селекционного материала к мучнистой росе посев среди изучаемых линий через определенное число рядков сильно восприимчивого к заболеванию сорта. • Оценка устойчивости картофеля к фитофторе определяют, испытывая селекционный материал непосредственно в поле в течение нескольких лет на провокационных фонах. • Инфекционный фон для оценки устойчивости хлопчатника к вилту создают путем внесения в почву листьев. Взятых с больных вилтом растений из как можно большего числа очагов его распространения. • Для оценки селекционных материалов на устойчивость к заразихе вместе с семенами изучаемых образцов подсолнечника в каждую лунку вносят семена заразихи.
Оценки устойчивости к вредным насекомым • Сорта и формы растений, не повреждаемые вредителями или обладающие способностью восстанавливать рост поврежденных органов и тканей, называют устойчивыми. Различия в степени повреждения вредными насекомыми разных сортов с. -х. растений обуславливаются следующими причинами: - анатомо-морфологическими особенностями, - фенологическими особенностями роста и развития - способностью сортов восстанавливать или компенсировать рост поврежденных насекомыми органов и тканей, - особенностью биохимического состава тканей и органов растений.
Оценка устойчивости к полеганию и осыпанию зерна. • Устойчивость селекционного материала к полеганию оценивается в полевых условиях глазомерно по пятибалльной шкале. • Оценка устойчивости к осыпанию зерна проводится в полевых условиях при перестое на корню.
Качества продукции • Создавая новые селекционные сорта, необходимо проводить оценку селекционного материала не только по количеству урожая, но и по его качеству. Разработаны довольно точные методы, позволяющие определять • содержание белка и технологические свойства зерна пшеницы и ячменя, • сахаристость корней сахарной свеклы, • крахмалистость клубней картофеля, • масличность семян подсолнечника, • количество, длину прочность волокна прядильных культур на различных стадиях селекционного процесса.
Скачать презентацию Modern Methods of Evaluation of Breeding Material
L9_Modern MEPBM_Doc.ppt