Основные методы селекционной работы И.В. Мичурина

Отдаленная гибридизация – скрещивание представителей разных видов, или родов с целью получения сортов с желательными качествами. Например, для выведения межродового гибрида – церападуса пыльца дикого вида, черемухи японской, наносилась на рыльца пестиков культурного вида, вишни идеал (вишня идеал х черемуха японская = церападус). Благодаря гибридизации географически отдаленных диких и культурных форм, получены лежкие, с хорошими вкусовыми качествами сорта, например, культурный межродовой гибрид – яблоня Бере зимняя Мичурина (груша дикая уссурийская х Бере рояль = Бере зимняя Мичурина).

Метод ментора – управление доминированием с помощью прививки, использования подвоя и привоя, передающего свои качества новому сорту.

Подвоем служит культурное растение, а привоем – черенок, или глазок дикого растения. Черенок, или глазок прививается на подвой – растение-воспитатель, обладающее полезными качествами. Например, для выведения сорта яблони Бельфлер-китайка использовались географически отдаленные формы: культурная яблоня Бельфлер желтый, родиной которой является восток Северной Америки и дикий вид – Китайка уссурийская, родиной которой является Дальний Восток. Бельфлер желтый (подвой) х Китайка уссурийская (привой) = Бельфлер-китайка – лежкий, позднеспелый сорт.

Полиплоидия – увеличение числа хромосом в клетке, кратное гаплоидному набору. При полиплоидии возникают триплоидные (3n), тетраплоидные (4n) и т. д. клетки. Использование колхицинапозволило получить значительное количество полиплоидов. При этом могут возникать клетки, в которых каждая хромосома представлена трижды (3n – триплоиды), четырежды (4n - тетраплоиды), пять раз (5n – пентаплоиды), 6 раз (6n – гексаплоиды) и т. д. Полиплоидия сопровождается увеличением размера растения, его органов, величины и веса семян, их биохимического состава и т.д. При полиплоидии наблюдаются отклонения от диплодиного числа хромосом в соматических клетках и от гаплоидного – в половых. Полиплоидизация изменяет физиологические процессы, и обусловливает повышенное содержание ценных химических веществ в растениях. Полиплоиды устойчивы к заболеваниям.

Выделяют два типа полиплоидии: автополиплоидию и аллополиплоидию.

Автополиплоидия – кратное увеличение числа наборов хромосом одного вида. Например, автополиплоидный ряд пшеницы:

n	2 n	4 n	6 n	8 n

2 n=14 (однозернистая пшеница)

4 n=28 (твердая пшеница)

6 n=42 (мягкая пшеница)

8 n= 56 (октаплоидная пшеница).

Автополиплоидный ряд – группа родственных организмов, у которых наборы хромосом составляют ряд с возрастающим числом хромосом, кратным гаплоидному.

Высокоурожайные сорта пшеницы выведены селекционером П.П. Лукъяненко (Безостая-1) и селекционером В.Т. Ремесло (Мироновская-808). Эти сорта относят к мягкой полиплоидной пшенице (6n=42). Их колосья и зерна очень крупные, стебли прочные. Среди ягодных культур очень высокий урожай и крупные плоды дает полиплоидная крупноплодная земляника (8n=56).

Аллополиплоидия – это удвоение числа хромосом у бесплодного диплоидного гибрида, В результате получают гибриды – аллотетраплоиды (амфидиплоиды). Аллополиплоидия имеет большое практическое значение.

Г.Д. Карпеченко в 1924 г. получил межвидовой плодовитый гибрид рафано-брассика (капредька). Его получение осуществлялось в два этапа.

1 этап – до обработки колхицином

Р ♀ капуста х ♂ редька

2n=18 2n=18

G n=9 n=9

F ₁ 2n=18

На первом этапе в F₁ получен стерильный капустно-редечный гибрид. Нежизнеспособность его гамет обусловлена отсутствием пар гомологичных хромосом, нарушением конъюгации хромосом, поскольку хромосомы редьки не имеют гомологов среди хромосом капусты.

2 этап – после обработки бесплодного гибрида колхицином и искусственного удвоения хромосом

Г.Д. Карпеченко обработал стерильный капустно-редечный гибрид колхицином, препаратом, который вызвал полиплоидизацию – удвоение хромосом, вследствие их нерасхождения при образовании гамет. В результате полиплоидизации сформировались диплоидные (нередуцированные) гаметы (G: 2n=18 и 2n=18). При слиянии (соединении) таких диплоидных гамет (2n=18 и 2n=18) в F₂ получен амфидиплоид – 4n=36, представляющий собой межвидовой плодовитый гибрид рафанобрассика, у которого сформировались пары гомологичных хромосом и жизнеспособные гаметы. Применение метода отдаленной гибридизации позволило получить межвидовые гибриды пшеницы и ржи, названные тритикале, обладающие высокой урожайностью и зимостойкостью. Например, при скрещивании гексаплоидной пшеницы (6 n =42) с диплоидной рожью (2n =14) и с дальнейшим удвоением числа хромосом был создан гибрид тритикале. В генотипе гексаплоидной пшеницы – 42 хромосомы (n=7, 6n=42). Гаметы гексаплоидной пшеница содержат по 21 хромосоме (42:2=21), а гаметы ржи – по 7 хромосом (2n =14, n=7). После слияния гамет пшеницы(n=21) и ржи (n=7) получен стерильный гибрид, в генотипе которого количество хромосом составило 28 (21+7). После удвоения хромосом получен плодовитый гибрид, полиплоид тритикале, количество хромосом, в генотипе которого составило, 56.

https://studopedia.org/12-36687.html

Генетические основы селекции. Примеры решения типовых задач

Задача 1. Гибрид тритикале был получен путем скрещивания тетраплоидной пшеницы (4n) с диплоидной рожью (2n). Определите количество хромосом в генотипе тритикале, если у пшеницы 2n=14 и у ржи 2n=14.

Решение. В генотипе тетраплоидной пшеницы имеется 28 хромосом (n=7, 4n=28). В ее гаметах содержится по 14 хромосом (28:2=14), а гаметы ржи имеют по 7 хромосом. После слияния гамет пшеницы (n=14) и ржи (n=7) получен стерильный гибрид, в генотипе которого 21 (14+7) хромосома. Количество хромосом в генотипе тритикале формируется после искусственного удвоения генома и равно 42 (21х2).

Ответ: количество хромосом в генотипе тритикале равно 42.

Задача 2. Определите количество хромосом в клетках аллополиплоида, полученного от скрещивания двух видов табака (2n=48) и (2n=24).

Решение. В генотипе одного вида табака содержится 48 хромосом (2n=48). В его гаметах содержится по 24 хромосомы (48:2=24). В генотипе второго вида табака содержится 24 хромосомы, а гаметы его имеют по 12 хромосом (24:2=12). После слияния гамет двух видов получен стерильный гибрид, в генотипе которого содержится 36 (24+12) хромосом. В результате полиплоидизации количество хромосом в клетках аллополиплоида составило 36х2=72.

Ответ: количество хромосом в клетках аллополиплоида равно 72.

Задача 3. При скрещивании терна (2n=32) с алычой (2n=16) получен межвидовой плодовитый гибрид – домашняя слива. Составьте схему получения культурной сливы и определите количество хромосом в генотипе гибрида.

Амфидиплоид культурной сливы получен путем объединения диплоидного набора хромосом от терна (2n=32) и диплоидного набора хромосом от алычи (2n=16). Необходимо удвоение числа хромосом в обоих наборах для образования жизнеспособных гамет. В результате мейоза сформировались диплоидные гаметы 2n=32 и 2n=16, после слияния которых, получена культурная форма.

Решение

Схема получения культурной сливы:

Р ♀ алыча х ♂ терн

2n=16 2n=32 – набор хромосом до полиплоидизации

4n=32 4n=64 – набор хромосом после полиплоидизации

G 2n=16 2n=32

Количество хромосом в генотипе гибрида: 16+32= 48 .

Ответ: количество хромосом в генотипе гибрида равно 48.

Задача 4. В результате многократного скрещивания 42-хромосомной (6n) пшеницы с многолетним сорняком – 14-хромосомным (2n) пыреем селекционеры получали стерильные гибриды. Генетик-селекционер Н.В. Цицин в результате отдаленной гибридизации создал многолетний высокоурожайный (до 70 ц/га), устойчивый к полеганию – пшенично-пырейный гибрид. Объясните стерильность первых гибридов, которые получены после слияния гамет пшеницы и пырея. Объясните также плодовитость пшенично-пырейного гибрида после удвоения хромосом первых гибридов. Сколько пшеничных и пырейных хромосом содержали его гаметы.

Решение. В генотипе гексаплоидной пшеницы содержится 42 хромосомы (6n=42, n=7). Ее гаметы содержат по 21 хромосоме (42:2=21), а гаметы пырея – по 7 хромосом. После слияния гамет пшеницы и пырея получен стерильный гибрид, в генотипе которого количество хромосом составило 28 (21+7). Стерильность обусловлена нарушениями в ходе мейоза, вследствие отсутствия гомологичных хромосом. В результате удвоения хромосом получен плодовитый пшенично-пырейный гибрид, количество хромосом, в генотипе которого, составило 56 (28х2). Гаметы содержали 42 хромосомы пшеничных и 14 хромосом пырейных.

Ответ: гаметы пшенично-пырейного гибрида содержали42 пшеничных хромосомы и 14 пырейных хромосом.

https://studopedia.org/12-36688.html