Основные методы селекции растений в частности — отбор и гибридизация. Для перекрестно-опыляемых растений применяют массовый отбор особей с желаемыми свойствами. В противном случае невозможно получить материал для дальнейшего скрещивания. Если же желательно получение чистой линии — то есть генетически однородного сорта, то применяют индивидуальный отбор, при котором путем самоопыления получают потомство от одной единственной особи с желательными признаками.
Для закрепления полезных наследственных свойств необходимо повысить гомозиготность нового сорта. Иногда для этого применяют самоопыление перекрестно-опыляемых растений. При этом могут фенотипически проявиться неблагоприятные воздействия рецессивных генов. Основная причина этого — переход многих генов в гомозиготное состояние. У любого организма в генотипе постепенно накапливаются неблагоприятные мутантные гены. Они чаще всего рецессивны, и фенотипически не проявляются. Но при самоопылении они переходят в гомозиготное состояние, и возникает неблагоприятное наследственное изменение. В природе у самоопыляемых растений рецессивные мутантные гены быстро переходят в гомозиготное состояние, и такие растения погибают.
Несмотря на неблагоприятные последствия самоопыления, его часто применяют у перекрестно-опыляемых растений для получения гомозиготных ("чистых") линий с нужными признаками. Это приводит к снижению урожайности. Однако затем проводят перекрестное опыление между разными самоопыляющимися линиями и в результате в ряде случаев получают высокоурожайные гибриды, обладающие нужными селекционеру свойствами. Это метод межлинейной гибридизации, при котором часто наблюдается эффект гетерозиса (гетерозис – мощное развитие гибридов, полученных при скрещивании "чистых" линий, одна из которых гомозиготная по доминантным, другая - по рецессивным генам): гибриды первого поколения обладают высокой урожайностью и устойчивостью к неблагоприятным воздействиям. Гетерозис характерен для гибридов первого поколения, которые получаются при скрещивании не только разных линий, но и разных сортов и даже видов. Основная причина гетерозиса заключается в устранении в гибридах вредного проявления накопившихся рецессивных генов. Другая причина — объединение в гибридах доминантных генов родительских особей и взаимное усиление их эффектов.
В селекции растений широко применяется экспериментальная полиплоидия, так как полиплоиды отличаются быстрым ростом, крупными размерами и высокой урожайностью. Получают искусственные полиплоиды при химических веществ, которые разрушают веретено деления, в результате чего удвоившиеся хромосомы не могут разойтись, оставаясь в одном ядре.
При создании новых сортов при искусственного мутагенеза исследователи используют закон гомологических рядов Н. И. Вавилова. Организм, получивший в результате мутации новые свойства, называют мутантом. Большинство мутантов имеет сниженную жизне и отсеивается в процессе естественного отбора. Для эволюции или селекции новых пород и сортов необходимы те редкие особи, которые имеют благоприятные или нейтральные мутации
За простой формулой, или движение воды в растении (часть 1) если посмотреть на фотографию нашей планеты, полученную из космоса, бросится в глаза обилие голубого цвета на земном шаре. это - вода, занимающая, как помнят многие из уроков , три четверти поверхности земли. вода… все знают ее простую формулу: н2о. но за этой кажущейся простотой - свойства самого удивительного и замечательного вещества на земле. вода относительно медленно нагревается и остывает, а также медленно испаряется. молекулы воды водородным связям взаимно притягиваются и прочно держатся вместе, что важно для перемещения воды в растении, для которого она - жизненно необходимое вещество. живые растительные клетки на 80-90 процентов состоят из воды. даже клетки сухих семян, в которых приостановлена жизнь, содержат 10 процентов воды. листья растений постоянно испаряют воду, особенно днем. это происходит потому, что их поверхность усеяна многочисленными микроскопическими отверстиями - устьицами. причем на нижней поверхности листа их значительно больше, чем на верхней. днем устьица открыты и водяные пары выходят из листа. ночью же они закрываются и испарение воды практически прекращается. но и ночью растение медленно теряет воду. она уходит, минуя устьица, через тонкую кожицу листа. испарение воды листьями называется транспирацией. таким путем растение теряет много влаги. по сравнению с животными растения за то же самое время испаряют воды в 100 раз больше на единицу веса, чем млекопитающие! например, в течение лета подсолнечник испаряет до 200-300 литров воды, кукуруза - до 180, а береза за один только жаркий день может потерять 400 литров. интересны следующие цифры: пшеница берет за лето из почвы 1,5-3,5 тонны воды с гектара. однако из всего количества поглощенной воды растение использует ничтожно малую часть - 1-3 грамма на литр, а остальная масса ее испаряется и возвращается в атмосферу. может показаться, что растение напрасно тратит свои силы. но это не так. поступившая вода дает жизнь растительному организму. все реакции в клетке происходят только в воде. испаряясь с поверхности листа, она предохраняет растение от перегрева, возникающего при избытке поглощенной солнечной радиации. движение воды в растении - приспособление к наземной жизни. когда у первых сухопутных растений появились листья, то платить за жизнь на земле они стали транспирацией. именно транспирационный ток перемещает воду в растении. водную проблему растение решает с хорошо развитой водопроводящей системы, которая начинается в корнях, поглощающих влагу из почвы, продолжается в трубках, ее ко всем частям растения, и заканчивается испарением из листьев в воздух. кажется, все просто. однако механизм передвижения воды на самом деле сложен и не до конца еще изучен. первый вопрос, который возникает при знакомстве с водопроводящей системой: "как вода поступает в корень растения? ". чтобы ответить на этот вопрос, рассмотрим сначала строение корня. кончик его каждого корешка покрыт защитным корневым чехликом - "наконечником", состоящим из клеток. "не существует образования более удивительного, чем кончик корешка, если иметь в виду его функции",- восхищался в свое время чарлз дарвин. этот корневой чехлик защищает от повреждений точку роста. она состоит из активно делящихся меристематических клеток, из которых и образуются сам чехлик и все органы корня. 3а точной роста находится зона растяжения, клетки которой, поглощая много воды, быстро растут в длину. далее расположена зона корневых волосков. каждый такой волосок представляет собой тонкий, удлиненный боковой отросток, отходящий от поверхности клетки корня и сильно увеличивающий поглощающую поверхность. был проведен опыт. растения озимой ржи выращивали по одному экземпляру в ящиках площадью 30 квадратных сантиметров и глубиной 50 сантиметров. спустя месяц осторожно отмыли всю почву и подсчитали число корней. длина всех корней одного растения составила 625 километров, а их поверхность - 285 квадратных метров! общее число корневых волосков достигало 14 миллиардов, их общая длина - 10 тысяч километров, а площадь их поверхности - 400 квадратных метров. подобный феномен возможен, конечно, лишь в идеальных условиях. в поле, где растения расположены густо, длина корней одного растения не превышает обычно одного километра. корневые волоски проникают в самые мелкие трещины почвы и, обнаружив хоть немного влаги, поглощают ее. ".
Основные методы селекции растений в частности — отбор и гибридизация. Для перекрестно-опыляемых растений применяют массовый отбор особей с желаемыми свойствами. В противном случае невозможно получить материал для дальнейшего скрещивания. Если же желательно получение чистой линии — то есть генетически однородного сорта, то применяют индивидуальный отбор, при котором путем самоопыления получают потомство от одной единственной особи с желательными признаками.
Для закрепления полезных наследственных свойств необходимо повысить гомозиготность нового сорта. Иногда для этого применяют самоопыление перекрестно-опыляемых растений. При этом могут фенотипически проявиться неблагоприятные воздействия рецессивных генов. Основная причина этого — переход многих генов в гомозиготное состояние. У любого организма в генотипе постепенно накапливаются неблагоприятные мутантные гены. Они чаще всего рецессивны, и фенотипически не проявляются. Но при самоопылении они переходят в гомозиготное состояние, и возникает неблагоприятное наследственное изменение. В природе у самоопыляемых растений рецессивные мутантные гены быстро переходят в гомозиготное состояние, и такие растения погибают.
Несмотря на неблагоприятные последствия самоопыления, его часто применяют у перекрестно-опыляемых растений для получения гомозиготных ("чистых") линий с нужными признаками. Это приводит к снижению урожайности. Однако затем проводят перекрестное опыление между разными самоопыляющимися линиями и в результате в ряде случаев получают высокоурожайные гибриды, обладающие нужными селекционеру свойствами. Это метод межлинейной гибридизации, при котором часто наблюдается эффект гетерозиса (гетерозис – мощное развитие гибридов, полученных при скрещивании "чистых" линий, одна из которых гомозиготная по доминантным, другая - по рецессивным генам): гибриды первого поколения обладают высокой урожайностью и устойчивостью к неблагоприятным воздействиям. Гетерозис характерен для гибридов первого поколения, которые получаются при скрещивании не только разных линий, но и разных сортов и даже видов. Основная причина гетерозиса заключается в устранении в гибридах вредного проявления накопившихся рецессивных генов. Другая причина — объединение в гибридах доминантных генов родительских особей и взаимное усиление их эффектов.
В селекции растений широко применяется экспериментальная полиплоидия, так как полиплоиды отличаются быстрым ростом, крупными размерами и высокой урожайностью. Получают искусственные полиплоиды при химических веществ, которые разрушают веретено деления, в результате чего удвоившиеся хромосомы не могут разойтись, оставаясь в одном ядре.
При создании новых сортов при искусственного мутагенеза исследователи используют закон гомологических рядов Н. И. Вавилова. Организм, получивший в результате мутации новые свойства, называют мутантом. Большинство мутантов имеет сниженную жизне и отсеивается в процессе естественного отбора. Для эволюции или селекции новых пород и сортов необходимы те редкие особи, которые имеют благоприятные или нейтральные мутации