Как получают гибриды растений

Как получают гибриды растений

Как получают гибриды растений

Скрещивание растений — технология скрещивания и преимущества гибридных сортов

  • Полная фотография

Скрещивание растений

Что такое скрещивание растений

Технология скрещивания растений

Пространственная и временная изоляция при скрещивании

Преимущества скрещивания

Часто неспециалисты с подозрением относятся к гибридным растениям, не подозревая о том, что многие культуры, выращиваемые ими на своих садовых участках, — результат многолетних трудов селекционеров.

Что такое скрещивание растений

Гибридизация или скрещивание растений – это один из основных методов селекции растений. Сущность метода заключается в скрещивании двух растений разных сортов, видов или родов.

Результатом, который напрямую зависит от подбора родительских растений, является получение новых сортов и видов.

Например, немногие знают, что в природе не существовало таких культур, как слива или садовая земляника. Слива была получена путем скрещивания терна и алычи, а садовая земляника, или как ее неправильно называют, клубника, — результат скрещивания диких видов земляники – виргинской и чилийской.

Технология скрещивания

Технология скрещивания заключается в искусственном или естественном переносе пыльцы с растения одного сорта или вида на другое, проводимое под тщательным контролем.

В этот период важно изолировать цветки, чтобы исключить попадание посторонней пыльцы.

  1. Выбрать два растения разных сортов или видов.
  2. На материнском растении подобрать наиболее удобно расположеные цветки.
  3. Нераспустившиеся (за один день до распускания) бутоны аккуратно вскрыть.
  4. Пинцетом тщательно удалить все тычинки с пыльцой.
  5. Цветки с удаленными тычинками обернуть белой тонкой материей во избежание незапланированного опыления.
  6. За день до удаления тычинок с одного растения со второго (отцовского) с бутонов, собирающихся распускаться, собрать пыльцу в стеклянную баночку.
  7. Баночку прикрывают марлей или светлой прозрачной тканью и ставят в сухое место.

На следующий день после удаления тычинок с материнского растения проводят оплодотворение:

  • Лучшее время – первая половина дня до двенадцать часов.
  • Встряхнуть баночку с пыльцой.
  • Осевшую на стенки банки пыльцу ватной палочкой или другим подручным средством (можно, даже пальцем) аккуратно наносят на рыльце пестика материнского растения.
  • Оплодотворенный цветок снова накрыть светлой тонкой тканью или марлей.
  • Оплодотворение повторять 3 дня.

Оплодотворенные цветки должны быть укрыты на весь период роста вплоть до созревания плодов. Лишние цветки рекомендуется удалить. После сбора созревших плодов они должны вылежаться от нескольких недель до нескольких месяцев в зависимости от времени созревания и срока хранения культуры.

Семена косточковых растений высеваются сразу на гряды, семечковые летнего созревания после трехдневной просушки высеваются в песке на грядки осенью. Семена растений, которые созревают осенью, собирают, когда плоды уже начинают портиться, но не позже апреля. После сбора и просушки их высевают в подготовленные емкости.

Пространственная и временная изоляция при скрещивании

При скрещивании перекрестноопыляющихся культур можно применять пространственную изоляцию: растения выращиваются на разных, удаленных от растений данного сорта, участках. К таким культурам относятся морковь, капуста, свекла и др.

У двудомных растений, таких как шпинат, при выращивании на одном участке у одного из сортов нужно удалить мужские растения.

Скрещивание перекрестноопыляющихся культур на изолированных участках намного минимизирует трудозатраты: опыление происходит естественным путем – ветром или насекомыми. Кроме того, на одном изолированном участке возможно размесить несколько растений одного сорта, таким образом, увеличив число полученных гибридных семян. Существенный недостаток такого метода состоит в невозможности полностью исключить попадание посторонней пыльцы. Кроме того, при естественном перекрестном опылении примерно половина растений оказывается оплодотворена пыльцой своего сорта.

В регионах с теплым климатом, где период вегетации достаточно продолжителен, для растений с быстро отцветающими цветками можно использовать изоляцию во временных интервалах: на одном и том же участке проводятся разные комбинации скрещивания. Разные сроки цветения исключают незапланированное переопыление.

В селекционной практике при отсутствии достаточного пространства для организации отдельных участков применяются изоляционные сооружения:

  • Конструкция выполняется в виде каркаса, который обтягивается легкой прозрачной тканью.
  • Для изоляции отдельных побегов или соцветий изготавливаются небольшие «домики» из пергаментной бумаги или марли, которыми обтягивают каркас из проволоки.

Для растений, опыляемых насекомыми, при сооружении изоляторов лучше использовать такие материалы, как батист или марля, для ветроопыляемых культур – пергаментную бумагу.

Преимущества скрещивания

Процесс гибридизации – скрещивания растений – направлен на получение сортов растений, обладающих выигрышными свойствами родительских сортов, таких как:

  • Высокая урожайность
  • Устойчивость к заболеваниям
  • Морозоустойчивость
  • Засухоустойчивость
  • Короткие сроки созревания

К примеру, если у отцовского и материнского растения устойчивость к разным заболеваниям, то полученный гибрид унаследует стойкость к обоим болезням.

Гибридные сорта растений обладают лучшей жизнестойкостью, они меньше подвержены перепадам температуры, влажности, изменения климатических условий, чем их негибридные собратья.

Больше информации можно узнать из видео.

Семена F1: особенности гибридов, технологии производства и преимущества

Последнее время в мире все чаще используются гибридные семена вместо сортовых. Последние от своих «родителей» берут все генетически обусловленные особенности и характеристики, как положительные, так и отрицательные. Интересная особенность наблюдается при выращивании на участке самоопыляющихся растений – в течение нескольких лет в процессе созревания растение может потерять некоторые характеристики своего сорта (из-за примесей пыльцы от других растений и из-за отсутствия регулярного процесса отбора наиболее качественных семян).

Последнее время в мире все чаще используются гибридные семена вместо сортовых. Последние от своих «родителей» берут все генетически обусловленные особенности и характеристики, как положительные, так и отрицательные. Интересная особенность наблюдается при выращивании на участке самоопыляющихся растений – в течение нескольких лет в процессе созревания растение может потерять некоторые характеристики своего сорта (из-за примесей пыльцы от других растений и из-за отсутствия регулярного процесса отбора наиболее качественных семян).

Для того, чтобы растение всегда обладало преимуществами своих родителей и не теряло положительные особенности сорта, раз в несколько лет (3-5) следует обновлять посевы на грядках, удаляя неотобранные семена четвертого или даже пятого поколения. Для последующей посадки подойдут гибридные семена F1 – это и есть посевной материал первого поколения, сохранивший в себе все положительные характеристики родительских сортов. Почему гибриды F1 настолько популярны, как получают такие семена, и в чем их преимущества?

Технология производства гибридных семян F1

Сейчас гибридные семена используют по всему миру – они лидируют на сельскохозяйственном рынке не только стран СНГ, но и в США, Японии и странах Европе. Дело в том, что такой посевной материал дает отличный, стабильный урожай с однородными плодами. Плоды, полученные от семян f1, пригодны для длительного хранения, отличаются высокой стрессоустойчивостью к болезням и другим факторам. Если говорить о селекции, то гибрид – это отличный способ быстро и с минимальными временными затратами получить ожидаемые характеристики плода вплоть до размера плода, его урожайности и вкусовых характеристик.

В зависимости от особенностей скрещиваемого растения существует две крупные технологии производства гибридных семян:

  • Создание F1 от культур, которые в естественной среде размножаются ручным опылением.
  • Получение гибридных семян от растений, которые размножаются генетически контролируемым опылением.

В последнем варианте важно учитывать генетическую самонесовместимость. Это значит, что пыльца от одного и того же растения не может гарантировать опыления. Также важно учитывать генетическую стерильность мужских растениях, которая также случается при генетически контролируемом опылении.

Поэтому гибридные семена проще получить путем ручного опыления. Сам метод очень простой. Он предусматривает удаление пыльника (это мужской половой орган растения). Это будет отцовское растение для получаемых семян. Пыльцу из пыльника переносят на женское растение для получения гибрида первого поколения. Несмотря на простоту самой технологии, для получения качественных семян F1 нужно соблюдать полную стерильность процесса и его аккуратность.

Интересный факт, но производство гибридного посевного материала распространено в странах с высоким уровнем развития сельского хозяйства (США, страны Европы и Канады). Дело в том, что технология требует соблюдения определенных климатических условий, автоматизация процессов для получения экономически оправданного количества семян. В России и странах СНГ чаще практикуют ручной способ опыления в производстве гибридов. На территории РФ система генетического контроля возможна только в теплых регионах (Северный Кавказ, Краснодар, Ростовская область). Это обуславливается благоприятным климатом этих регионов.

Сама технология получения гибридных семян требует обязательной стерильности. Предварительно отбираются качественные родительские культуры, которые изолируются от общей массы овощной посадки. Родительские культуры для производства гибридов высаживают в отдельной теплице с соблюдением стабильных климатических условий, попадание пыльцы других растений исключается.

Как происходит отбор таких родительских сортов? Очень просто. Допустим, есть два сорта томатов или огурцов с хорошим урожаем. Но у одного из них слишком высокие ростки (а это мешает созревать крупным и сочным плодам), а другой – наоборот дает чрезмерно крупные плоды, которые не подходят для длительного хранения и консервации. Если получить гибриды из двух этих сортов, то благодаря умелой селекции в первом поколении можно получить высокоурожайное растение с идеальным ростом стеблей и оптимальным размером плодов.

Первое поколение семян-гибридов дает в разы больше семян в плодах по сравнению с обычным сортовым разведением растений. В последнем случае бОльшая часть семян образовывается в первых и наиболее сильных плодах. К примеру, гибриды первого поколения помидор дают до 1700-1800 семян.

С гибридами связано еще одно интересное явление – гетерозис. Это понятие, подразумевающее выращивание новых сортов растений из наименее похожих друг на друга родительских сортов. Дело в том, что генетически у таких растений есть бОльший шанс на оплодотворение, так как разный генетический материал легче создает один новый гибридный сорт без отклонений.

Гетерозис начали исследовать еще в двадцатых годах прошлого века. И результаты такой селекции были настолько впечатляющими, что сейчас в государствах с развитым сельским хозяйством практически не выращивают сортовых растений, так как экономически более оправдано разведение гибридных растений.

Преимущества гибридных семян F1

Так в чем же преимущества гибридных семян по сравнению с обычным сортовым разведением?

Во-первых, гибриды первого поколения более однородны по своим характеристикам. Родительские линии подбираются селекционерами по определенным заранее параметрам, поэтому морфологические признаки у таких растений более однородны. Выбираются только качественные и сильные сорта для селекции, и гибриды первого поколения отличаются повышенным уровнем урожайности, они менее подвержены негативному воздействию раздражающих факторов внешней среды. Сама продукция, полученная из таких семян, всегда обладает ожидаемыми характеристиками, а значит, несет бОльшую ценность для аграриев.

Гибридные сорта ценят еще за одну особенность – их способность хорошо приспосабливаться в различных условиях внешней среды. Если обычные сортовые растения могут давать очень плохой урожай в меняющемся климате, то семена F1 в переменчивых условиях ведут себя более устойчиво. Даже при условиях посева в тяжелых условиях (ранняя весна с возможными заморозками, резкими перепадами температуры при смене сезонов), гибридные растения сохраняют свои характеристики и могут давать отличный урожай. Благодаря правильной селекции устраняются негативные корреляции в генетике растения, получая невиданные в сортовых растениях характеристики вроде высокой урожайности и ранних сроков созревания растения.

Почти все гибриды F1 генетически устойчивы к различному роду заболеваниям и вредителям, даже если они свойственны тому или иному растению. Такое преимущество особенно ценно в случае тепличного выращивания овощей. Дело в том, что в тепличном грунте после многосезонного выращивания тех или иных культур накапливается большое количество патогенной микрофлоры. В такой почве быстро развиваются вредители и различные микроорганизмы, которые могут навредить растению. Даже химическими методами устранить вредителей в тепличном грунте не всегда возможно. Более того, обработка грунта пестицидами и другими химикатами негативно сказывается на питательной ценности растения, и при возможности такого воздействия лучше избегать.

Если же вы высаживаете семена с маркировкой F1, то таким образом вы снижаете риск заражения вредителями в закрытом грунте. Уже на этапе селекции определяются наиболее свойственные для определенного растения заболевания и в процессе выведения нового сорта повышается их генетическая устойчивость к таким болезням. Например, некоторые сорта томатов выводят в лаборатории с устойчивостью к четырем заболеваниям.

Также гибридные семена советуют новичкам, так как благодаря контролируемой селекции хорошо понятны идеальные условия для выращивания такого растения. На упаковках гибридных семян часто пишут детальную инструкцию и даже пошаговый алгоритм выращивания максимального количества урожая с гибридных семян. Это существенно облегчает жизнь начинающим огородникам и позволяет получить роскошный урожай с первой попытке на любом грунте.

Ввиду описанных выше особенностей гибридных семян они идеально подойдут для посева на небольшом участке. Если для сортовых культур обязательно предусматривают минимально необходимую площадь для каждого куста (она относительно большая), а сами растения требуют значительного ухода, то выращивание гибридов позволит получить весомый урожай с небольшого участка.

Итак, основные преимущества гибридных семян растений в том, что они дают однородные биологически и морфологически растения с однородными плодами, сбалансированными по размеру, урожайности и вкусовым качествам. Гибриды первого поколения устойчивые к различным заболеваниям и вредителям, отлично растут в меняющихся климатических условиях и закрытой почвы. Поэтому для небольшого участка на даче или теплицы такие семена подходят идеально (и даже рекомендуется не выращивать растения из сортовых!).

Но у гибридных растений есть один серьезный недостаток по сравнению с сортовыми – с них нельзя заготавливать семена. Дело в том, что потомство от гибридов первого поколения ввиду разнородности генетической составляющей будет разнородным, урожай, как правило, низкий, а качество плодов оставляет желать лучшего. Поэтому на следующий год придется закупить новые гибридные семена. Хоть они немого дороже сортовых, но зато качество и количество урожая полностью оправдывают начальные затраты.

Кстати, не следует ошибочно путать гибридные семена с генномодифицированными. В первом случае для получения семян F1 используются достижения селекции, а не генной инженерии. Растение получают совершенно естественным способом (опылением). В тоже время, генная модификация предусматривает изменение генетического кода растения. Последний способ повышения урожайности и качества плодов еще не до конца исследован, поэтому возникают вопросы касательно безопасности употребления в пищу генномодифицированных продуктов в долгосрочной перспективе. Гибриды в этом плане полностью безопасны.

Итоги

Бесспорно, в сельском хозяйстве имеют право на существование и использование как сортовые, так и гибридные семена и растения. Первые хорошо подходят для длительного выращивания на протяжении нескольких сезонов. Их выбирают дачники с большим опытом, относительно большой площадью участка. В выборе сортовых семян нужно быть особенно осторожным, подбирая только те растения, которые будут хорошо расти на имеющейся у вас почве и в климатических условиях.

Гибридные семена идеально подойдут для домашнего выращивания на небольших участках. Они дают хороший урожай и качественные плоды практически в любых климатических условиях и на любой почве. Вы можете не беспокоиться о болезнях и вредителях – гибридные семена дадут хороший урожай с сочными плодами.

Семена взятые от гибридов

Изображения растений с надетыми мешочками и подписанными бирками наверняка попадались каждому пользователю, но цели этой агротехнической операции для многих остаются малопонятными. Таким способом аграрии искусственно скрещивают сорта нужных форм, проводя гибридизацию, получая в последующем семена гибридов F1, то есть гибридов I поколения.

Подобную селекцию можно повторить на участке с самоопыляемыми формами и культивировать собственные виды перцев, баклажанов, томатов или семейства бобовых.

Как же получают семена гибридов

Стерильность – главное условие при выведении гибридных семян, нужные культуры должны быть изолированы от остальных овощных посадок, располагаться в теплице или разделяться густой полосой кустарников.

Огороднику, например, нравятся два высокоурожайных сорта томатов и он готов их выращивать ежегодно, но первый имеет один минус – слишком высокий рост, а недостаток второго – крупность плодов, которые не помещаются в банки для консервации. Если объединить два этих сорта, то получится нечто среднерослое, высокоурожайное и идеальное по форме плодов, превосходящее по характеристикам родительские формы.

Чтобы получить собственные семена гибридов F1 пасленовых культур необходимо правильно выполнить технику опыления. Выбрав один родительский сорт, условно – отцовскую форму, утром аккуратно обрывают пинцетом созревшие тычинки (пыльники) на распустившихся соцветиях и собирают их в стеклянную емкость. Затем на выбранном втором сорте – материнском, пинцетом производят вскрытие нераскрывшихся бутонов, удаляют тычинки и опыляют рыльце пестика, собранной пыльцой с отцовского растения, вскрывая закрытые пыльники.

Для гарантированного опыления, образования плодовой завязи и большего получения семян на каждый цветок материнской формы наносят пыльцу с двух пыльников отцовского куста.

После скрещивания на все соцветия одевают мешочки из бумаги, нетканого материала или полиэтилена, чтобы изолировать от попадания насекомых. Проведенные работы обязательно записываются на бирках и крепятся к культурам, где указывают дату опыления и наименование сортов.

К вечеру следующего дня мешочки с цветоносов снимают. Результат гибридизации будет заметен на 4-5 день, при успешном скрещивании плодовые завязи начнут увеличиваться и расти.

С гибридов I поколения удается получить максимальное количество семян в плодах, нежели от сортового разведения, где большая часть семенного материала формируется только в первых, наиболее развитых и сильных плодах. Гибриды F1 томатов способны давать с одного плода до 1800 семян, баклажана – 1300, перца острого и сладкого – 700 и 250 шт. соответственно.

Выращиваемые из полученных семян гетерозисные гибриды по всем показателям превосходят сортовые формы и наделены большей сопротивляемостью к патогенным болезням и стойкостью к негативным климатическим изменениям. Но семена с их зрелых плодов уже не годятся для последующего размножения, так как они расщепляются при посеве и хаотично отображают признаки родительских форм, теряя все качества урожайности и сбиваясь в сроках плодоношения. И операцию с искусственным опылением приходится повторять, по мере истощения запасов семян гибридов F1, которые хранятся намного дольше, чем выделенные из сортовых форм.

Отличия сорта от гибрида

Существует мнение, что гибридные растения выгоднее выращивать, чем обычные сорта, но в чем их принципиальное отличие? Сорт — это результат длительной селекции, годами селекционеры выводят сорт и апробируют его. Сорт чаще всего приспособлен к определенному климату.

Со временем генетики начали создавать гибридные семена. Гибрид — это не сорт. Для создания гибрида берут два сорта прародителя — материнский и отцовский — с определенными наборами характеристик, например, один высокоурожайный, а другой — устойчивый к болезням, и скрещивают их. На выведение гибридов тратится меньше времени, чем на выведение сорта, но, как правило, это ручная и кропотливая работа, которая проводится на защищенном грунте, вплоть до того, что материнским растениям делается кастрация — удаляют пестик и оставляют только тычинки.

Гибриды нацелены на повышение урожайности и выносливости растения. В первом поколении это проявляется, но для того, чтобы проявились все качества, необходим очень хороший агрофон, определенные климатические условия, подкормка, поливы, потому что некоторые гибриды совершенно не подходят к нашим климатическим условиям. Высокая цена за гибридные семена обусловлена высокой урожайностью, быстрыми сроками созревания и т. д.

Получение семян от гибридов

Специалисты-овощеводы высказали предположение, что были высеяны семена, взятые от гибридов. Соседка подтвердила, что годом раньше покупала разные сорта и с особо полюбившихся собрала семена. Читала, дескать, что это не противопоказано, ведь помидоры являются самоопылителями (так же, как и баклажаны, горох, бобы, фасоль). Все вроде бы правильно — кроме одного.

Если это не сорта, а гибриды, то семена с них собирать нельзя, они не способны дать ожидаемый результат (На пакетиках семян гибриды помечаются значком F1.) Высеяв их, забудьте и думать о том, чтобы собирать с них семена. Порадовать овощевода могут только гибриды первого поколения. Их семян производится с каждым годом все больше и больше, можно даже предположить, что за ними будущее.

Посмотрите Госреестр селекционных достижений, допущенных к использованию, и вы увидите, что появились гибриды практически всех основных культур — томатов, капусты, перца, моркови и других. У них много привлекательных свойств, поэтому сорта вынуждены уступать им место. Выводить гибриды селекционеры начали после того, как научились практически использовать явление гетерозиса. Оно проявляется в первом поколении при скрещивании растений разных видов и сортов.

Выяснилось, что гибриды первого поколения развиваются ускоренными темпами, отличаются более высокой урожайностью, чем сорта. Они лучше переносят неблагоприятные условия, не особо поддаются болезням и плоды дают крупные, ровные, красивые. Гетерозис открыл немец И. Кельрейтер, работавший в России. Было это 200 с лишним лет назад. Он зачем-то скрещивал табак и махорку и увидел, что гибрид сильно отличается от родителей, развивается более мощно.

Этой темой занимался еще английский естествоиспытатель Чарлз Дарвин. В общем, теорию гетерозиса заложил он, и было это в середине XIX века. Селекционеры понимали, насколько важно это открытие для их работы, ведь можно увеличить на треть урожайность разных культур — только за счет семян. Первыми появились гибриды кукурузы, это было в 20-е годы XX столетия.

Читайте также  Как оформить нишу в стене на кухне

Упускать появившиеся возможности ученые не стали, с тех пор работы по созданию всевозможных гибридов поставлены на поток. Есть, конечно, свои неудобства. Их семена каждый раз надо создавать заново, скрещивая родительские формы. Только первое поколение гибрида может дать тот эффект, которого ждет рядовой овощевод. Его «дети» и «внуки» ведут себя совершенно непредсказуемо, а эффект гетерозиса исчезает напрочь.

Именно это, видимо, и произошло на помидорной плантации моей соседки. Семена гибридов стоят дороже, чем семена сортов, но, как понимаете, это не повод отказываться от них — отдачу вы получите в виде увеличенного урожая. А тем, кто стремится получить раннюю продукцию и использует теплицы, совет один: отдавайте предпочтение гибридам, ведь они раньше начинают плодоносить и меньше болеют. Но учтите: ухода они требуют более тщательного.

Как получают гибриды растений

Сорт , порода , штамм — это искусственно созданная устойчивая группа (популяция) живых организмов, имеющая определённые наследственные особенности. Это наука о создании новых и улучшении существующих пород животных, сортов растений, штаммов микроорганизмов. В основе селекции лежат такие методы, как гибридизация и отбор. Теоретической основой селекции является генетика.

Для успешного решения задач, стоящих перед селекцией, академик Н.И. Вавилов особо выделял значение изучения сортового, видового и родового разнообразия культур; изучения наследственной изменчивости; влияния среды на развитие интересующих селекционера признаков; знаний закономерностей наследования признаков при гибридизации; особенностей селекционного процесса для само- или перекрестноопылителей; стратегии искусственного отбора.

Породы, сорта, штаммы — искусственно созданные человеком популяции организмов с наследственно закрепленными особенностями: продуктивностью, морфологическими, физиологическими признаками.

Каждая порода животных, сорт растений, штамм микроорганизмов приспособлены к определенным условиям, поэтому в каждой зоне нашей страны имеются специализированные сортоиспытательные станции и племенные хозяйства для сравнения и проверки новых сортов и пород.

Все особи такой группы имеют сходные морфологические и физиологические признаки, однотипную реакцию на изменение факторов внешней среды, определённый уровень продуктивности.

Искусственно полиплоидию вызывают обработкой растений колхицином . Колхицин разрушает нити веретена деления и препятствует расхождению гомологичных хромосом в процессе мейоза.

Наиболее богатыми по количеству культур являются древние центры цивилизации. Именно там наиболее ранняя культура земледелия, более длительное время проводятся искусственный отбор и селекция растений.

Классическими методами селекции растений были и остаются гибридизация и отбор. Различают две основные формы искусственного отбора: массовый и индивидуальный.

Массовый отбор

Массовый отбор применяют при селекции перекрестноопыляемых растений (рожь, кукуруза, подсолнечник). В этом случае сорт представляет собой популяцию, состоящую из гетерозиготных особей, и каждое семя обладает уникальным генотипом. С помощью массового отбора сохраняются и улучшаются сортовые качества, но результаты отбора неустойчивы в силу случайного перекрестного опыления.

Индивидуальный отбор

Индивидуальный отбор применяют при селекции самоопыляемых растений (пшеница, ячмень, горох). В этом случае потомство сохраняет признаки родительской формы, является гомозиготным и называется чистой линией. Чистая линия — потомство одной гомозиготной самоопыленной особи. Так как постоянно происходят мутационные процессы, то абсолютно гомозиготных особей в природе практически не бывает. Мутации чаще всего рецессивны. Под контроль естественного и искусственного отбора они попадают только тогда, когда переходят в гомозиготное состояние.

Естественный отбор

Этот вид отбора играет в селекции определяющую роль. На любое растение в течение его жизни действует комплекс факторов окружающей среды, и оно должно быть устойчивым к вредителям и болезням, приспособлено к определенному температурному и водному режиму.

Инбридинг (инцухт)

В центре гете­розис­ная куку­руза, слева и справа роди­тель­ские особи.

Так называется близкородственное скрещивание. Инбридинг имеет место при самоопылении перекрестноопыляемых растений. Для инбридинга подбирают такие растения, гибриды которых дают максимальный эффект гетерозиса. Такие подобранные растения в течение ряда лет подвергаются принудительному самоопылению. В результате инбридинга многие рецессивные неблагоприятные гены переходят в гомозиготное состояние, что приводит к снижению жизнеспособности растений, к их «депрессии». Затем полученные линии скрещивают между собой, образуются гибридные семена, дающие гетерозисное поколение.

Гетерозис («гибридная сила») — явление, при котором гибриды по ряду признаков и свойств превосходят родительские формы. Гетерозис характерен для гибридов первого поколения, первое гибридное поколение дает прибавку урожая до 30%. В последующих поколениях его эффект ослабляется и исчезает. Эффект гетерозиса объясняется двумя основными гипотезами. Гипотеза доминирования предполагает, что эффект гетерозиса зависит от количества доминантных генов в гомозиготном или гетерозиготном состоянии. Чем больше в генотипе генов в доминантном состоянии, тем больше эффект гетерозиса.

Р♀ AAbbCCdd×♂ aaBBccDD
F1AaBbCcDd

Гипотеза сверхдоминирования объясняет явление гетерозиса эффектом сверхдоминирования. Сверхдоминирование — вид взаимодействия аллельных генов, при котором гетерозиготы превосходят по своим характеристикам (по массе и продуктивности) соответствующие гомозиготы. Начиная со второго поколения гетерозис затухает, так как часть генов переходит в гомозиготное состояние.

Растения диплоид­ной (2n = 16) и тетра­плоидной (2n = 32) гре­чихи.

Аа × Аа
АА 2 Аа аа

Перекрестное опыление самоопылителей дает возможность сочетать свойства различных сортов. Например, при селекции пшеницы поступают следующим образом. У цветков растения одного сорта удаляются пыльники, рядом в сосуде с водой ставится растение другого сорта, и растения двух сортов накрываются общим изолятором. В результате получают гибридные семена, сочетающие нужные селекционеру признаки разных сортов.

Метод получения полиплоидов. Полиплоидные растения обладают большей массой вегетативных органов, имеют более крупные плоды и семена. Многие культуры представляют собой естественные полиплоиды: пшеница, картофель, выведены сорта полиплоидной гречихи, сахарной свеклы.

Виды, у которых кратно умножен один и тот же геном, называются автополиплоидами. Классическим способом получения полиплоидов является обработка проростков колхицином. Это вещество блокирует образование микротрубочек веретена деления при митозе, в клетках удваивается набор хромосом, клетки становятся тетраплоидными.

Отдаленная гибридизация

Восстановление плодови­тости капустно-­редечного гибрида: 1 — капуста; 2 — редька; 3, 4 — капустно-­редечный гибрид.

Отдаленная гибридизация — это скрещивание растений, относящихся к разным видам. Отдаленные гибриды обычно стерильны, так как у них нарушается мейоз (два гаплоидных набора хромосом разных видов не могут конъюгировать) и, следовательно не образуются гаметы.

Методика преодоления бесплодия у отдаленных гибридов была разработана в 1924 году советским ученым Г.Д. Карпеченко. Он поступил следующим образом. Вначале скрестил редьку (2n = 18) и капусту (2n = 18). Диплоидный набор гибрида был равен 18 хромосомам, из которых 9 хромосом были «редечными» и 9 — «капустными». Полученный капустно-редечный гибрид был стерильным, поскольку во время мейоза «редечные» и «капустные» хромосомы не конъюгировали.

Далее с помощью колхицина Г.Д. Карпеченко удвоил хромосомный набор гибрида, полиплоид стал иметь 36 хромосом, при мейозе «редечные» (9 + 9) хромосомы конъюгировали с «редечными», «капустные» (9 + 9) с «капустными». Плодовитость была восстановлена. Таким способом были получены пшенично-ржаные гибриды (тритикале), пшенично-пырейные гибриды и др. Виды, у которых произошло объединение разных геномов в одном организме, а затем их кратное увеличение, называются аллополиплоидами.

Использование соматических мутаций

Соматические мутации применяются для селекции вегетативно размножающихся растений. Это использовал в своей работе еще И.В. Мичурин. С помощью вегетативного размножения можно сохранить полезную соматическую мутацию. Кроме того, только с помощью вегетативного размножения сохраняются свойства многих сортов плодово-ягодных культур.

Экспериментальный мутагенез

Основан на открытии воздействия различных излучений для получения мутаций и на использовании химических мутагенов. Мутагены позволяют получить большой спектр разнообразных мутаций. Сейчас в мире созданы более тысячи сортов, ведущих родословную от отдельных мутантных растений, полученных после воздействия мутагенами.

Методы селекции растений, предложенные И.В. Мичуриным

С помощью метода ментора И.В. Мичурин добивался изменения свойств гибрида в нужную сторону. Например, если у гибрида нужно было улучшить вкусовые качества, в его крону прививались черенки с родительского организма, имеющего хорошие вкусовые качества, или гибридное растение прививали на подвой, в сторону которого нужно было изменить качества гибрида. И.В. Мичурин указывал на возможность управления доминированием определенных признаков при развитии гибрида. Для этого на ранних стадиях развития необходимо воздействие определенными внешними факторами. Например, если гибриды выращивать в открытом грунте, на бедных почвах повышается их морозостойкость.

Стоит ли собирать семена с гибридов?

Некоторые овощеводы-любители пробовали вырастить урожай из семян, собранных с понравившихся им гибридных растений. Но, увы культуры, выращенные из этих семян, отличаются от своих родителей урожайностью, стойкостью и качеством плодов.

Даже если сбор семян был проведен по всем правилам, они не дают нужный результат. Для того чтобы понять, почему так происходит, стоит разобраться, что же такое гибриды, как их создают и в чем их преимущества.

Как получают семена гибридов F1?

Многие люди ассоциируют слово «гибриды» с генетически модифицированной продукцией, и из-за этого выбирают старые проверенные сорта. Но все намного проще, так как новые гибриды получали еще сотни лет назад, так же, как и сорта.

Гибриды — это результат многолетней работы селекционеров

Для этого скрещивали «папу» и «маму» с двумя очень хорошими характеристиками. Например, «папа» — очень высокоурожайный, а «мама» — очень вкусная – получаем детей очень урожайных и очень вкусных. Так и получили гибрид.

Селекционеры гибриды обозначают специальной приставкой, которая пишется после названия – F1. Буква F – это первая буква итальянского слова Filli, которое переводится, как «дети». А цифра 1 обозначает первое поколение, 2 – второе и т.д. Для скрещивания обычно используют самые стойкие, плодовитые и вкусные растения, чтобы потомство получило их лучшие качества.

При получении F2 мы получаем уже не таких плодовитых и менее вкусных «внуков». Кто-то будет урожайный, но не вкусный, а кто – вкусный, но с низкой урожайностью. А некоторые могут выйти и не урожайными, и не вкусными. Но все же какая-то часть растений даст схожие плоды как в F1, но чуть хуже вкус и урожайность.

Вот эти растения «внуков F2», которые очень похожи на «детей F1», отбирают и получают «правнуков». Еще больше распадается гибрид, но какая-то часть «правнуков F3» тоже имеет схожие характеристики с «детьми F1». Затем «правнуков F3» тоже отбирают, сеют и получают «праправнуков F4». Такой же процесс продолжают до тех пор, пока не произойдет распад гибрида и мы не получим сорт.

В чем разница между сортом и гибридом первого поколения? А в том, что в первом поколении наиболее выражен процесс гетерозиса!

Гетерозис (гибридная сила) – это явление, когда первое поколение гибридов, полученных в результате неродственного (различные виды, сорта) скрещивания, имеет повышенную жизнеспособность, производительность, рост, устойчивость против вредителей, болезней и тому подобное.

То-есть совершенно разные, по сути, материнские линии при скрещивании в большей степени проявляют свои позитивные характеристики. А при получении последующих поколений эффект гетерозиса пропадает. Поэтому сорт не может быть более сильным, чем гибрид, так как у сортов нет эффекта гетерозиса.

Гетерозис — это большой стимул для развития первого поколения.

Минус только в том, что семена с гибридных плодов имеют так называемый «синдром расщепления гибридного потомства», о котором говорит второй закон Менделя. А он гласит, что при скрещивании двух потомков первого поколения между собой, во втором поколении наблюдается расщепление в определённом числовом отношении: по фенотипу 3:1, по генотипу 1:2:1.

Простыми словами, вся тщательная работа селекционеров хорошо работает только один раз, а в следующие – происходит обратный процесс. Ведь вероятность получения гибрида с теми же качествами с каждым поколением будет уменьшаться.

Например, при сборе семян с гибридного томата, у Вас хорошо прорастут растения и скорее всего, Вы даже не заметите, что они имеют меньшую высоту или начали позже плодоносить. Но с каждым последующим поколением культура будет терять свои свойства. Это все потому, что на них будут проявляться гены их далеких предков.

Почему лучше выбрать гибрид?

Есть две основные причины, которые существенно склоняют выбор в сторону гибридов.

  1. Эффект гетерозиса – в первом поколении существенный всплеск доминантных характеристик.
  2. Распад гибрида во втором и в последующих поколениях. Например, если вложить существенную суму денег на выращивание, а среди «внуков F2», будет 25 или больше % не кондиционных плодов.

И подумайте, за что лучше переплатить? За качественные семена или сопутствующие материалы, которые потребуются, чтобы получить достойный урожай (удобрения, средства защиты растений, система орошения, пленка и собственные время и силы).

Подумайте, сколько труда вложили селекционеры, чтобы создать идеальное растение, которое не боится стрессов, имеет стойкий иммунитет к болезням и дает высокий урожай красивых плодов с высокими вкусовыми качествами. На это уходят годы кропотливой работы, отсюда и соответствующая цена.

Но те, кто уже испробовал для себя гибриды томатов, огурцов, перца или других овощей и цветов, не хотят возвращаться к простым сортам. Особенно это важно для тех, кто зарабатывает на выращивании овощей деньги. Ведь лучше выложить достойную цену за семенной материал, а потом сэкономить на пестицидах, удобрениях и получить идеальные плоды, которые будут реализованы за более высокую цену.

Совет! Партенокарпические гибриды никогда не дают жизнеспособных семян, поэтому не стоить тратить свое время на сборы и подготовку.

Еще один плюс в сторону гибрида в том, что с изменением климата стойкость растений к погодным условиям сейчас очень важна. Ведь не все сорта способны хорошо переносить длительные дожди или засуху. Поэтому селекционеры постоянно ищут новые гибриды, которые будут адаптироваться к среде обитания.

И если Вас вводят в заблуждение, что голландские семена не растут в Украине – это не правда! Семена, которые продаются в Украине, проходят предварительную регистрацию, длящуюся минимум 3 года и требующую испытаний в нашей климатической зоне. В каждой семенной компании есть представитель в стране, реализующей семенной материал, который занимается подбором гибридов, подходящих для выращивания именно здесь.

Семена гороха

Вывод: С некоторых гибридов можно собирать семена, которые дадут потомство, но однозначно упадет урожайность и качество существенно снизится. Если Вы все-таки решили использовать семена, собранные с гибридов, подумайте — стоит ли рисковать свои урожаем, временем и деньгами если генетика сработает не в Вашу пользу.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock
detector