Augalų veisimo procesas: augalų veisimo nuopelnai ir trūkumai

Augalų veisimo procesas: augalų veisimo nuopelnai ir trūkumai!

Augalų veisimas yra mokslas, pagrįstas genetikos ir citogenetikos principais. Juo siekiama gerinti augalų augalų genetinę sudėtį. Pagerintos veislės vystomos augalų veisimo būdu. Jo tikslas - pagerinti derlingumą, kokybę, atsparumą ligoms, sausrą ir atsparumą šalčiui bei kitas pasėlių savybes.

Augalų veisimas buvo labai svarbus didinant žemės ūkio gamybą. Kai kurie gerai žinomi laimėjimai yra pusiau nykštukinių kviečių ir ryžių veislių, Indijos cukranendrių auginimas ir hibridinių bei mišrių kukurūzų, jowar ir bajra rūšių gamyba. Iki šiol pasėlių augalai pagerino tik nedidelę galimų patobulinimų dalį.

Yra daug galimybių toliau modifikuoti dabartines pasėlių rūšis. Manoma, kad augalų genetinė sudėtis gali būti žymiai didesnė, nei mes paprastai vertiname. Be to, daugelio augalų, pavyzdžiui, ankštinių augalų ir aliejinių augalų, veisimas nebuvo toks intensyvus kaip kviečių ir ryžių auginimas. Šių kultūrų derlius ir kitos savybės gali būti gerokai pagerintos. Augalų veisimas kartu su geresnėmis pasėlių valdymo praktikomis yra vienintelis atsakas į vis didėjančią maisto grūdų paklausą.

Pasirinkimas:

Savarankiškai apdulkintuose augaluose atranka leidžia dauginti tik tuose augaluose, kurie turi pageidaujamų savybių. Tai pasiekiama didinant tik naujos kartos sėklą, kurią gamina tik atrinkti augalai; likusių augalų sėklos yra atmetamos. Atranka iš esmės grindžiama augalų fenotipu. Todėl atrankos efektyvumas daugiausia priklauso nuo to, kiek augalų fenotipai atspindi jų genotipus.

Pasirinkimas turi dvi pagrindines charakteristikas arba apribojimus. Pirma, atranka yra veiksminga tik paveldimų skirtumų atžvilgiu; jo veiksmingumą labai veikia pasirinkto pobūdžio paveldimumas. Antra, atranka nesukuria naujų pokyčių; jame naudojama tik populiacijoje esanti variacija.

Kryžminių apdulkintų rūšių atranka gali pakeisti genų ir genotipų dažnius, gaminti naujus genotipus dėl pasikeitusių genų dažnių, sukelti vidutinio pokyčio pasirinkimo kryptimi ir tam tikru mastu pakeisti populiacijos dispersiją. Šių efektų dydį įtakoja genų, kontroliuojančių charakterį, dominavimo laipsnį, genų veiksmo pobūdį ir didele dalimi paveldimumą.

Savarankiškai užteršti augalai:

Masinio pasirinkimo metu atrenkama daug panašaus fenotipo augalų ir jų sėklos sumaišomos, kad būtų sukurta nauja veislė. Augalai atrenkami pagal jų išvaizdą arba fenotipą. Todėl atranka atliekama lengvai pastebimiems ženklams, pvz., Augalų aukščiui, ausies tipui, grūdų spalva, grūdų dydžiui, atsparumui ligoms, gręžimo gebėjimui ir pan. Kartais augalų derlius gali būti naudojamas kaip atrankos kriterijus.

Jei populiacija gali keisti grūdų savybes, pvz., Sėklų spalvas ir sėklų dydį, jie gali būti atrenkami prieš atrinktų augalų sėklų sumaišymą. Apskritai, masės atrankos būdu atrinkti augalai nėra palikuonių bandymui. Bet Allardas (1960) išlaiko palikuonių testą. Prieš išleidžiant naują veislę išbandoma derliaus bandymuose.

Pasirinkus didelį skaičių, ilgalaikis bandymas paprastai nėra būtinas. Masės pasirinkimas yra paprastas, paprastas ir mažiau reikalingas. Naujos veislės išleidimas reikalauja mažiau laiko ir išlaidų nei purelinų atveju. Pažanga pagal masės atranką paprastai yra nedidelė, išsivysčiusi veislė nėra tokia vienoda kaip grynoji linija, o kai palikuonių bandymas nėra atliekamas, atrinktų augalų veislinė vertė nežinoma.

Masinio pasirinkimo taikymas:

Savaime apdulkintų kultūrų atveju masės atranka turi dvi pagrindines programas.

1. Vietinių veislių gerinimas:

Masinė atranka yra naudinga gerinant vietines žemės, desi ar vietinių savų apdulkintų kultūrų veisles. Vietos veislės yra kelių genotipų mišiniai, kurie skiriasi žydėjimo ar brandos metu, atsparumas ligoms, augalų aukštis ir pan. Daugelis šių augalų tipų būtų prastesni ir mažesni. Dėl to jie sumažintų vietinės veislės našumą. Todėl prastų augalų rūšių pašalinimas masės atrankos būdu pagerintų veislės našumą ir vienodumą.

2. Esamų gervuogių veislių valymas:

Dėl mechaninių mišinių, natūralių hibridizacijų ir mutacijų laikui bėgant valcavimo linijos kinta. Todėl būtina reguliariai rinktis masyvo veislių grynumą.

Masinio pasirinkimo privalumai:

1. Kadangi pasirenkamas didelis augalų skaičius, pirminės veislės pritaikymas nekeičiamas. Apskritai pripažįstama, kad glaudžiai susijusių purelinų mišinys yra stabilesnis veikiant skirtingose ​​aplinkose nei viena grynoji linija. Todėl veislės, sukurtos per masinę atranką, greičiausiai bus labiau pritaikytos nei purelinai.

2. Dažnai ekstensyvūs ir ilgalaikiai derliaus tyrimai nėra būtini, todėl sumažėja laiko ir sąnaudų, reikalingų kuriant naują veislę.

3. Masinė atranka išlaiko didelį genetinį kintamumą. Todėl po kelerių metų kitas masinis atranka būtų veiksminga gerinant įvairovę.

Masinio pasirinkimo trūkumai:

1. Veislės, sukurtos atliekant masinį atranką, rodo skirtumus ir nėra tokios vienodos, kaip veislės. Todėl tokios veislės paprastai yra mažiau patrauklios nei grynaveislių veislės.

2. Gerinant masės atranką paprastai gerokai mažesnis nei per atranką. Būtent todėl, kad bent kai kurie augalų palikuonys, sudarančios naują veislę, būtų prastesni už geriausius iš jų pasirinktus gyslelius.

3. Jei nėra palikuonių bandymo, neįmanoma nustatyti, ar atrinkti augalai yra homozigotiniai. Net ir savarankiškai apsidulkinusioms rūšims atsiranda tam tikras kryžminis apdulkinimas. Taigi yra tikimybė, kad kai kurie augalai gali būti heterozigotiniai. Taip pat nėra žinoma, ar atrinktų augalų fenotipinis pranašumas priklauso nuo aplinkos ar genotipo.

4. Dėl pušynų veislių populiarumo masės atranka dažniausiai nenaudojama savarankiškai apdulkintiems augalams gerinti. Tačiau tai yra greitas ir patogus būdas pagerinti senas vietines veisles tose vietovėse ar augalų rūšyse, kuriose tik pradėta auginti pasėlius.

5. Masinė atranka naudoja įvairovę, kuri jau egzistuoja veislėje ar populiacijoje. Taigi masės parinkimą riboja tai, kad ji negali generuoti kintamumo.

Purelino pasirinkimas:

Purelinas yra vieno homozigotinio savarankiško augalo palikuonys. Dėl to visi gaivinamajame tinkle esantys asmenys turi identišką genotipą, o bet kokie skirtumai viduje yra tik dėl aplinkos. Atliekant atrankos liniją, daugybė augalų yra atrenkami iš savidulkių pasėlių ir yra nuimami atskirai; vertinami individualūs augalų palikuonys, o geriausi palikuonys yra išleidžiami kaip grynasis. Todėl linijinė atranka taip pat žinoma kaip individualus augalų pasirinkimas.

Purelinų naudojimas:

Kaip veislė gali būti naudojama aukščiausios kokybės linija. Grynoji linija, kuri nėra tinkama išleisti kaip veislė, gali būti tėvai, kuriant naujas hibridines veisles. Atliekant tyrimus, susijusius su spontaninėmis ar sukeltomis mutacijomis, ypač tomis, kurios daro įtaką kiekybiniams ženklams, turi būti naudojamos purelinos. Daugelyje biologinių tyrimų, tokių kaip medicina, imunologija, fiziologija, biochemija ir kt., Labai svarbu naudoti pelių, jūrų kiaulių ir kt. Tai daroma siekiant išvengti genetinės eksperimentinės medžiagos kitimo, kad būtų galima lengvai nustatyti gydymo poveikį.

Linijinių linijų atranka turi keletą taikymo būdų savarankiškai apdulkintiems augalams gerinti. Jis naudojamas vietinių ar desi veislių, senų veislių ir įvestų veislių gerinimui. Pureline pasirinkimo privalumai

1. Pureline atranka pasiekia didžiausią galimą pagerėjimą, palyginti su pradine veisle. Taip yra todėl, kad veislė yra geriausia populiacija.

2. Purininės veislės yra labai vienodos, nes visi veislės augalai turi tą patį genotipą. Tokia vienoda veislė yra lengvai atpažįstama sėklų sertifikavimo programose.

Trųčių atrankos trūkumai:

1. Veislės, sukurtos per liniją, paprastai neturi plačios adaptacijos ir stabilumo gamyboje, kurias turi vietinės ar desi veislės, iš kurių jos yra sukurtos.

2. Grynosios linijos parinkimo procedūra reikalauja daugiau laiko, erdvės ir brangesnių derliaus bandymų nei masės parinkimas.

3. Viršutinę pagerėjimo ribą nustato genetinė variacija, esanti pirminėje populiacijoje.

Kryžminiai teršiami augalai:

Kryžmintiems apdulkintiems augalams paprastai būdinga vidutinio sunkumo ar sunki gimininga depresija. Todėl kryžminių apdulkintų rūšių atveju turi būti vengiama arba minimaliai sumažinta veislininkystė. Atskirų tokių augalų augalai yra labai heterozigotiniai ir tokių kultūrų palikuonys būtų heterogeniniai ir paprastai skiriasi nuo pradinio augalo dėl segregacijos ir rekombinacijos. Todėl pageidautini genai gali būti retai nustatomi per atranką kryžminiuose apvalkaluose, išskyrus kokybinius bruožus ir, galbūt, lengvai pastebimus kiekybinius simbolius, turinčius didelį paveldimumą.

Todėl selekcininkas siekia padidinti pageidaujamų alelių populiacijose dažnį. Pasirinkimas gali būti grindžiamas fenotipu be palikuonių bandymų, pvz., Masės atranka arba fenotipu, taip pat ir palikuonių tyrimu, pvz., Palikuonių atranka ir pasikartojantis pasirinkimas.

Masinis pasirinkimas:

Masinio pasirinkimo metu daugybė augalų yra atrenkami pagal jų fenotipą, o iš jų apdulkintos atviros apdulkintos sėklos sujungiamos, kad būtų padidinta kita karta. Atrinktiems augalams leidžiama atvirai apdulkinti, ty atsitiktinai susieti, įskaitant tam tikrą savijautą. Taigi masės atranka grindžiama tik motinos tėvais, o žiedadulkių tėvams nėra kontrolės. Augalų atranka grindžiama jų fenotipu ir atliekamas palikuonių bandymas.

Atrankos ciklas gali būti kartojamas vieną ar kelis kartus, siekiant padidinti palankių alelių dažnį; tokia atrankos schema paprastai vadinama fenotipine pasikartojančia atranka. Masės atrankos efektyvumas pirmiausia priklauso nuo genų, kontroliuojančių charakterį, genų dažnius ir, svarbiau, paveldimumo. Masių atranka yra paprasta, užima mažiau laiko ir yra labai efektyvus gerinant paveldą, turinčią didelį paveldimumą. Masinės atrankos modifikacijos, kuriose atsižvelgiama į aplinkos pokyčius, yra veiksmingos, taip pat gerinant mažo paveldimumo simbolius. Tačiau jis pagrįstas tik tėvų tėvais.

Pasirinkimas su sekančiojo testo atlikėjų atranka:

Atrankos metu augalai parenkami pagal jų fenotipą ir atliekami palikuonių tyrimai. Palikuonių palikuonių tyrimas gali būti gautas atviru apdulkinimu, savidulkiu, kertant atvirą apdulkintą veislę, hibridą arba inbredą. Nustatyti geresni palikuonys; atrenkami fenotipiniai augalai iš šių palikuonių ir atliekami palikuonių tyrimai. Pasirinkimo ciklas gali būti kartojamas kelis kartus.

Yra keletas modifikuotų palikuonių atrankos schemų: pasikartojančios atrankos schemos yra šių schemų tobulinimas. Išeivių atranka yra gana paprasta ir grindžiama palikuonių tyrimu, tačiau žiedadulkių tėvams nėra jokios kontrolės, ir dažnai šios schemos trunka ilgiau nei masės parinkimas.

Pasikartojantis pasirinkimas:

1919 m. Pirmą kartą pasiūlė pakartotinio atrankos idėją Hayesas ir Garberas, nepriklausomai nuo Rytų ir Joneso. 1940-aisiais, ypač po 1945 m., Buvo sukurtos darnios veisimo schemos, kai Hullas pasiūlė, kad pakartotinis pasirinkimas gali būti naudingas tobulinant specifinį derinimą. gebėjimas. Pasikartojančios atrankos schemos remiasi atrankos testais ir atlieka griežtą apdulkinimo kontrolę.

Palikuonių bandymui skirtos sėklos yra gaunamos savarankiškai (paprasta pasikartojanti atranka), arba peržengiant į testerį, turintį platų genetinę bazę (pasikartojantis bendrasis derinimo sugebėjimas, RSGCA), arba į inbredą (pakartotinis atranka specifiniam derinimo gebėjimui, RSSCA ); abipusio pasikartojančio atrankos (RRS) atveju dviejų šaltinių populiacijos yra naudojamos kaip vienas iš testerių. Pasirinkti augalai yra savarankiški ir perėjo į atitinkamą testerį.

Bandomosios kryžminės sėklos naudojamos palikuonių tyrimams. Augalai, gaminantys palikuonis, identifikuojami pagal palikuonių tyrimus, iš šių augalų sėklų pasėjami į kryžminimo bloką. Tarp šių palikuonių yra visi galimi tarpusavio ryšiai. Vienodi visų kryžminių sėklų kiekiai sumaišomi, kad būtų gauta populiacija pirmajam pasikartojančiam selekcijos ciklui. Pirmasis pasikartojantis pasirinkimas susideda iš pirmiau aprašytų operacijų kartojimo.

Paprasta pakartotinė atranka yra veiksminga gerinant geros paveldimumo simbolius. Pasikartojanti GCA atranka yra labai veiksminga gerinant GCA, taip pat pasirinktų populiacijų derlingumą, o SCA pagerina SCA ir geba. Abipusė pakartotinė atranka pagerintų dviejų šaltinių populiacijų GCA, SCA ir gebėjimą tarpusavyje.

Tikimasi, kad reciprokinė pasikartojanti atranka bus lygi arba didesnė už kitas pasikartojančias atrankos schemas skirtingose ​​genetinėse situacijose, nuo visiško dominavimo iki per daug dominavimo. Tačiau daugumoje praktinių situacijų abipusis pasirinkimas būtų pranašesnis už pasikartojančius GCA ir SCA pasirinkimus.