Селекция гетерозисных гибридов первого поколения

 

 

 

 

Селекция гетерозисных гибридов первого поколения.

 

План

• Понятие о гетерозисе и его значение в селекции растений.
• Цитоплазматическая мужская стерильность (ЦМС) – основа гетерозисной селекции.
• Создание родительских форм гетерозисных гибридов.
• Практическое использование ЦМС и эффекта гетерозиса в семеноводстве.

 

 

 

 

 

 

Гетерозис – наличие у гибридов первого поколения увеличения размеров, мощности, урожайности и большей способности выдерживать конкуренцию в неблагоприятных условиях по сравнению с исходными родительскими формами.

 

 

 

 

 

 

Сущность явления гетерозиса состоит в том, что в результате скрещивания двух наследственно разнокачественных особей получается потомство более плодовитое, чем каждая из родительских форм.

 

 

 

 

 

 

Развитие селекции на гетерозис связано с именем американского генетика 

Д. Г. Шелла, который впервые в своих работах (1905-1908 гг.) поставил вопрос о выращивании в производственных условиях гибридов кукурузы с целью повышения урожайности.

 

 

 

 

 

 

Наиболее резко выраженный гетерозис по урожайности наблюдается у гибридов первого поколения.

Во втором и последующих поколениях урожайность гибридов снижается и наблюдается расщепление по морфологическим признакам и биологическим свойствам.

 

 

 

 

 

 

 

В производственных условиях целесообразно использовать только гибриды первого поколения.

 

 

 

 

 

 

Процесс подбора родительских пар связан с их оценкой на комбинационную способность.

 

 

 

 

Главные типы гетерозиса:

 

• Соматический – проявляется в более мощном развитии вегетативных частей у гибридных организмов;

 

• Репродуктивный – в более мощном развитии репродуктивных органов (семян, плод);

 

• Адаптивный – в повышенной жизнеспособности, приспособленности, конкурентноспособности и других факторов играющих роль в борьбе за существование.

 

 

 

 

 

 

 

Впервые в 1904 году об открытии ЦМС у растений чебра сообщил Корренс (США).

 

 

 

 

 

 

 

Открытие ЦМС у кукурузы сделанные независимо друг от друга в 1933 г. М. И. Хаджиновым и М. Роудсом позволило начать промышленное производство гибридов F1

 

 

 

 

 

 

Экспериментально доказано, что признак мужской стерильности можно путём гибридизации и отбора «ввести» в женские линии.

 

Такие линии могут служить материнскими формами для получения простых гибридов, а простые в качестве материнских форм двойных гибридов.

 

 

 

 

 

 

Растения, обладающие цитоплазматической мужской стерильностью (ЦМС), имеют недоразвитые пыльники с бесплодной пыльцой, лишенной запасных питательных веществ и, прежде всего, крахмала, отсутствие которого в пыльце является показателем его стерильности.

ЦМС передается потомству только по материнской линии.

 

 

 

 

 

 

 

Практическое использование ЦМС неразрывно связано с созданием стерильных линий и их фертильных аналогов методом насыщающих скрещиваний.

 

 

 

 

Схема создания стерильного аналога

 линии А.

1-й год: И х А 

2-й год: (И х А) х А 

3-й год: (И х А  ) х А

4-й год: (И х А  ) х А

5-й год:(И х А  ) х А

6-й год: (И х А  ) х А

И – линия источник стерильности

А– линия, которой нужно передать ЦМС

 

2

 

3

 

4

 

5

 

 

 

 

Схема создания аналога восстановителя фертильности линии А на стерильной основе

 

1-й год: источник фертильности В х А

2-й год: (В х А) х А

3-й год: (В х А ) х А

4-й год: (В х А ) х А

5-й год: (В х А ) х А

 

В – восстановитель фертильности

А – стерильная линия

 

2

 

3

 

4

 

 

 

 

 

 

 

Стерильные аналоги используются в качестве материнских форм при производстве гибридных семян.

 

 

 

 

 

 

Сорта или линии, которые при скрещивании со стерильными растениями дают потомство с нормально развитой пыльцой, называют восстановителями фертильности.

 

 

 

 

Общая схема использования мужской стерильности в селекции гибридов сорго.

 

Источник 

мужской 

стерильности

 

Изучение реакции образцов 

на ЦМС

 

Образцы 

восстановители

 

Образцы 

закрепители 

стерильности

 

Испытание

 гибридов в

контрольном

 питомнике

 

Создание 

стерильности аналогов

 

 

Создание аналогов 

восстановителей 

фертильности

 

 

 

 

 

Участок гибридизации

 

 

 

 

Участок гибридизации