Селекция и семеноводство полевых культур Селекция это

Селекция и семеноводство полевых культур Селекция – это наука о создании новых сортов и гибридов сельскохозяйственных растений Селекция – искусственная эволюция, направляемая волей человека. (по Н. И. Вавилову)

Связь селекции с другими науками Селекция тесно связана с: • • • систематикой, морфологией, физиологией, экологией растений, биохимией, иммунологией, растениеводством, фитопатологией, энтомологией и др. Теоретическая основа селекции генетика Использует их приёмы и методы исследования. Исключительно большое значение для селекции имеют знания биологии опыления и оплодотворения.

История развития селекции l l Этапы развития селекции: примитивная народная промышленная научная селекция

Примитивная селекция В начале зарождения земледельческой культуры селекционеры древности создали прекрасные сорта: плодовых растений, – винограда, – бахчевых культур. Основные приемы - отбор и размножение лучших растений. Древние селекционеры проводили искусственное опыление финиковой пальмы –

Народная селекция l Успешно велась в России. Созданы местные сорта при совместном действии естественного и искусственного отборов. l Лучшие местные сорта – исходный материал для использования в селекционном процессе.

Местные сорта: l l l l пермские клевера; лен-долгунец (Псковская, Смоленская область); засухоустойчивые сорта мягкой яровой пшеницы (Полтавки, Русаки, Ульки); засухоустойчивые сорта озимой пшеницы с высоким качеством зерна (Крымки, Белоколоски); устойчивый к ржавчине сорт подсолнечника Зеленка, Фуксинка, высокорослые кряжи льна-долгунца (Смоленский, Псковский), яблони (Антоновка, Грушовка) и др.

Промышленная селекция l l l С развитием капитализма в Западной Европе (18…начало 19 в. ) начались селекционные работы и организованы первые коллекционные питомники. В 1774 г. под Парижем основана селекционная фирма «Вильморен» . Оценка отбираемых растений по потомству (выведены сорта сахарной свеклы, содержащие в 3 раза больше сахара, чем исходные).

Промышленная селекция Содержание сахара в корнеплодах сахарной свеклы Период В конце 18 века Середина 19 века К 1920 г. Лучшие современные гибриды и сорта Процент сахара 6 7… 8 16 до 20% и более

Промышленная селекция На протяжении 19 века возникают семенные фирмы в Германии, Англии, США (методы работы – отбор и гибридизация). l Вторая половина 19…начало 20 века – -Л. Бербанк вывел сорта плодовых, овощных и декоративных культур. - В США, Франции, Великобритании, Швеции и др. странах - работы по сбору растительных ресурсов, интродукции растений. - в России Е. А. Грачев занимался селекцией овощных культур и картофеля. l

Научная селекция l l l Учение Ч. Дарвина об эволюции органического мира - научная основа развития селекции. Выдающееся значение - работы русского селекционера И. В. Мичурина 1886 г. В Швеции организована Свалефская селекционная станция (индивидуальный отбор в селекции самоопылителей. Выведены знаменитые шведские сорта овса). Первые теоретические обоснования методов селекции приведены в трудах датского генетика В. Иогансена (1903), шведского селекционера и генетика Г. Нильсона-Эле (1908, 1911, 1912). Работы по химическому и радиационному мутагенезу (советские генетики М. Н. Мейсель, 1928, В. В. Сахаров, 1933, И. А. Рапопорт, 1943; английский — Ш. Ауэрбах, 1944), Работы по эволюционной генетике (1926 г. сов. учёный С. С. Четвериков; 20— 30 -е гг. американский — С. Райт; английский — Дж. Холдейн),

Селекционно-семеноводческая работа в России В конце 19…начале 20 века в России созданы первые селекционные учреждения: 1884 г. – основано Полтавское опытное поле. Изучение сортового состава русских видов пшеницы и люцерны (А. Е. Зайкевич); 1894 г. – при Министерстве земледелия организовано Бюро по прикладной ботанике. Изучение и отбор образцов культурных растений (проф. Регель) ; 1896 г. – П. А. Костычев основал Шатиловскую с/х опытную станцию (Орловская государственная областная с/х опытная станция им. П. И. Лисицина); 1897 г. – Л. Семполовский издал первое русское пособие по селекции растений «Руководство к развитию семян по улучшению возделываемых растений» ; 1903 г. – при Московском с/х институте проф. Д. Л. Рудзинский – организатор селекционной станции, где впервые в России выведены сорта зерновых культур и льна (оз. пшеница Московская 2453, горох Московский 559, овес Московский 315, лен 806/3); l

Селекционно-семеноводческая работа в России 1903 – 1904 гг. Рудзинский прочитал курс лекций по селекции и семеноводству в Московском СХИ; 1909 г. – открыта Харьковская с/х опытная станция (Украинский НИИ растениеводства, селекции и генетики им. В. Я. Юрьева); 1910 – 1914 гг. созданы Саратовская, Безенчукская, Краснокут-ская, Одесская, Мироновская, Ивановская опытные станции, имевшие отделы селекции; 1911 г. - в Харькове - первый съезд селекционеров и семеноводов России, где подведены итоги селекционно-семеноводческой работы опытных учреждений; 1920 г. - Н. И. Вавилов Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости; 1921 г. - декрет «О семеноводстве» , заложивший основы единой государственной системы селекционно-семеноводческой работы в СССР. 1924 г. – на основе Бюро создан Институт прикладной ботаники, преобразованный в 1930 г. во ВНИИР (Н. И. Вавилов);

Селекционно-семеноводческая работа в России 1931 г. – в основных природных зонах страны организовано 10 селекцентров, в систему которых включено более 165 селекционных станций. В СССР была создана система: - селекции, - сортоиспытания, - семеноводства, - заготовок сортовых семян. Селекционную работу проводили более 400 НИУ.

Значение сорта в сельскохозяйственном производстве l l - Сорт – одно из средств сельскохозяйственного производства. Внедрение в производство новых, лучших сортов обеспечивает: повышение урожайности; устойчивость к болезням и вредителям; повышение адаптивности растений к неблагоприятным условиям среды; увеличение выхода и улучшение качества продукции; использование новых технологий возделывания.

Значение сорта в сельскохозяйственном производстве Рост урожайности = улучшение + более с/х культур условий продуктивный возделывания сорт В общем повышении урожайности полевых культур на долю сорта приходится 25… 50%.

Наследственность признак условия среды Степень воздействия наследственности на развитие разных признаков или свойств неодинакова. l Долю общей изменчивости признака, обусловленную наследственностью, называют его наследуемостью: l высокая (40– 80%), l средняя (20– 40%), l низкая (0– 20%), что определяет возможность быстрого изменения организма, проводя селекцию по данному признаку. l

Эффективность селекции l l l Изменение генотипа во многом зависит от моно- или полигенной природы наследования признака, Результативность отбора связана с высокой изменчивостью улучшаемых признаков (наследуемость признака должна быть не ниже средней), Успех селекции зависит от трех факторов: - числа отбираемых признаков (max 1… 2), - скорости смены поколений, - числа потомков от каждого спаривания.

Задачи традиционной селекции l l l продукционные, средоулучшаюшие направления, введение в культуру новых видов. Современная селекция растений — это научно обоснованная технология управления наследственностью и изменчивостью высших эукариот, позволяющая реализовать социально-экономические, экологические, дизайно-эстетические и другие цели.

Направления селекции Селекция на : l урожайность; l качество продукции (высокое содержание крахмала в картофеле, белка в пшенице, кормовом ячмене, кукурузе, масла в семенах подсолнечника, сои, рапса, сахара в сахарной свёкле и т. п. ); l более низкое содержание нежелательных соединений (алкалоидов в люпине, белка в пивоваренном ячмене, азотистых веществ в сахарной свёкле); l хорошую пригодность для переработки (высокие мукомольные и хлебопекарные качества у пшеницы, пригодность для консервирования плодов и овощей); l лёжкость плодов, овощей, картофеля, кормовых корнеплодов; l содержание в белке зерновых культур незаменимых а/к (лизина, триптофана); l химический состав масла, на длину волокна; l устойчивость к болезням и вредителям и их комплексу, l холодостойкость, зимостойкость, морозостойкость; l засухоустойчивость; l приспособленность к орошаемым условиям; l высоким дозам удобрений; l машинной уборке и др.

Методы современной селекции l l l l l Отбор Гибридизация Гетерозис ЦМС Полиплоидия Мутагенез Генетическая инженерия (из генома эгилопса в геном пшени-цы перенесен ген, определяющий устойчивость к линейной ржавчине и создан устойчивый высокопродуктивный сорт Compair) Клеточная селекция (метод создания новых форм растений путем выделения мутантных клеток и сомаклональных вариаций в селективных условиях) сочетание методов адаптивной системы селекции растений и трансгеноза По данным на 01. 2000 г. , генетически модифицированные растения занимают в мире свыше 40 млн. га).

Примеры использования различных методов селекции l Межвидовая гибридизация Вишня владимирская черешня Винклера белая вишня Краса севера (хороший вкус, зимостойкость) l Межродовая гибридизация Вишня черемуха Церападус l Географически отдаленная гибридизация Груша дикая уссурийская Бере рояль (Франция) Бере зимняя Мичурина l Отбор. Сорта яблони хорошими вкусовыми качествами и высокой урожайностью продвинуты на север

• Опыление смесью пыльцы Смешивали пыльцу материнского растения с пыльцой отцовского, своя пыльца раздражала рыльце и оно воспринимало чужую пыльцу l Метод Ментора Китайка (подвой) (Китайка Кандиль-синап) Кандиль-синап (морозостойкий) Бельфлер-китайка (гибрид-подвой) Китайка (привой) l Метод посредника Бельфлер-китайка (лежкий позднеспелый сорт) Дикий монгольский миндаль дикий персик Давида миндаль Посредник Культурный персик миндаль Посредник гибридный персик (продвинут на север l Воздействие условиями среды. Закаливание гибридного сеянца. Отбор наиболее выносливых растений

ГАМЕТОЦИДЫ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В СЕЛЕКЦИИ l l Гаметоциды – ( гамета - по-гречески половая клетка, цидо - полатински убивать). Гаметоциды — химические соединения (этрел, нафтилуксусная кислота и др. ), вызывающие гибель мужского гаметофита из-за нарушения метаболических процессов в период формирования пыльцевых зерен. Действие аналогично стерилизующей цитоплазме при перемещении в нее ядра, что вызывает мужскую стерильность. Перспективность действия гаметоцидов – получение эффекта гетерозиса у зерновых (особенно пшеницы), технических, овощных и кормовых культур. Отрицательный эффект: - не было получено 100%-ной стерилизации мужского гаметофита при обработке посевов в период выхода в трубку и в др. фазы развития, - их применение задерживало прохождение отдельных фенологических фаз у растений и выколашивание части стеблей.

Достижения отечественных селекционеров l l l Сорт оз. пшеницы Безостая 1 (П. П. Лукьяненко) - метод гибридизации географически отдаленных форм в сочетании с индивидуальным отбором. Урожайность 4… 5 т/га. Новые перспективные сорта Аврора и Кавказ – 5, 5… 7 т/га. Оз. мягкая пшеница – Ершовская 10, Саратовская 90, Смуглянка, Саратовская остистая. Сорта оз. пшеницы Мироновская 808, Мироновская Юбилейная, Ильичевка (В. Н. Ремесло) Урожайность 10 т/га. l l Засухоустойчивые сорта яр. пшеницы Саратовская 29, 38, 42, 46, 55, 58, 60, 62, 64, 66, Юго-Восточная 2 (А. П. Шехурдин, В. Н. Мамонтова) Яровая мягкая пшеница – Альбидум 28, 29, 188, , Белянка, Ершовская 32, Л-503, Л-505, Прохоровка, Самсар,

Достижения отечественных селекционеров l l l l l Яровая твердая пшеница – Валентина, Краснокутка 6, 10, Людмила, Саратовская 57, 59, Саратовская золотистая, Озимая рожь – Саратовская 4, 5, 6, 7, Саратовская крупнозерная; Яровой ячмень – Нутанс 108, 553, 642; Просо – Ильиновское, Саратовское 3, 6, 8, 10; Нут – Краснокутский 28, 36, 123, 195, Юбилейный, Заволжский; Соя – Соер 1, 3, 4 В селекции кукурузы - созданы высокоурожайные гибриды Буковинский 303 ТВ. Урожайность зерна 12… 15 т/га. М. Ш. Хаджинов получил высоколизиновые гибриды (Краснодарский 303 ВЛ, Кубанский 4 ВЛ и др. ), Белозерный 1 МВ, Белозерка М, Мова и. др. Подсолнечник – В. С. Пустовойт - сорта с содержанием масла 51… 56%, устойчивые к подсолнечниковой моли, комплексу заразих и ложной мучнистой росе - Передовик улучшенный,

Достижения отечественных селекционеров l l Односемянная сахарная свёкла (О. К. Коломиец, С. П. Устименко и др. ). Сорта с повышенным содержанием сахара, односемянные гибриды и полигибриды (триплоиды) — Ялтушковский гибрид, Белоцерковский полигибрид 1 и 2, Первомайский полигибрид, сорта А. Л. Мазлумова и его сотрудников — Рамонская 06, Рамонская 100, Хлопчатник - вилтоустойчивые сорта Ташкент 1, Ташкент 3 и 133 (С. Мирахмедов, С. С. Садыков и др. ), Пшенично-пырейный гибрид, многолетняя и зернокормовая пшеница (Цицин). Для условий орошаемого земледелия, получены высокобелковые ржано-пшеничные амфидиплоиды (тритикале).

В СССР все звенья селекционной работы взаимосвязаны и объединены в единую централизованную государственную систему l l l Селекцией растений занимались в 400 научных учреждениях Создано 27 селекцентров по зерновым и кормовым культурам. Руководит селекционной работой ВАСХНИЛ и Мминистерство сельского хозяйства СССР. В 1966 организовано Всесоюзное общество генетиков и селекционеров им. Н. И. Вавилова С 1929 выходит журнал «Селекция и семеноводство» (до 1935 — под названием «Семеноводство» ). СССР — член Европейской научной ассоциации по селекции растений, проводит селекционные исследования по линии СЭВ.