Гібридизація в селекції
Ділянка гібридизації фото
Гибридизацией, або схрещуванням, називають штучне або природне з`єднання двох спадково різних гамет при заплідненні. На практиці схрещування зводиться до контрольованого штучного або природного переносу пилку з рослин одного сорту на рильця рослин іншого сорту або виду та вжиття заходів щодо захисту квітучих рослин від можливого занесення сторонньої пилку (її проводять до початку цвітіння). Захист, або ізоляція, може бути різною в залежності від способу запилення рослин, будови та розміру квіток.
При схрещуванні перекрестноопиляющіхся рослин (капуста, морква, буряк та ін.), особливо дводомних (шпинат і ін.), часто застосовують просторову ізоляцію - вирощування або розміщення вирощених в вазонах або глиняних горщиках схрещується рослин на окремих ділянках, просторово ізольованих від інших сортів даної культури. При схрещуванні дводомних рослин два сорти вирощують на одній ділянці, у одного з них видаляють чоловічі рослини.
Відео: Методи селекції рослин
Схрещування перекрестноопиляющіхся рослин на ізольованих ділянках має свої переваги і недоліки. Переваги полягають у тому, що відпадає необхідність в спорудженні ізоляторів. Пилок переноситься за допомогою комах або вітром, тому не потрібно переносити її вручну, що занадто багато роботи, а у мелкоцветкових рослин іноді і неможливо. Перевага полягає в тому, що на ізольованій ділянці можна висадити кілька рослин кожного сорту. Це дозволяє отримати велику кількість гібридного насіння, що розширює можливість відбору в першому гібридному потомстві. Крім того, участь в схрещуванні декількох рослин кожного сорту забезпечує більшу ймовірність поєднання цінних генотипів.
Недоліком застосування просторової ізоляції є те, що при значному числі комбінацій схрещування важко буває розмістити ізоляційні ділянки на невеликій території. Крім того, немає гарантії проти занесення чужий пилку. І, нарешті, при природному перезапилення декількох двостатеві рослин одного сорту з якоюсь кількістю іншого приблизно близько половини насіння утворюється в результаті запилення пилком рослин того ж сорту. Правда, цей недолік легкоустранім, так як гібридні рослини можна відрізнити по відсутності рецесивних ознак материнської рослини, по більш швидкому зростанню і більшої продуктивності.
В окремих випадках при схрещуванні швидко відцвітають рослин в районах з тривалим періодом вегетації можна застосовувати ізоляцію в часі, т. Е. Вирощування одних комбінацій схрещування в один час, а інших на тих же ділянках - в інше, так щоб розрив у термінах цвітіння служив гарантією проти їх перезапилення.
При необхідності отримання повністю гібридного насіння або виконання великого числа схрещувань за відсутності ізоляційних ділянок, а також з організаційних причин в селекційній практиці користуються ізоляторами - різного роду пристосуваннями, що захищають схрещувати рослини від попадання чужий пилку. Конструкції і розміри ізоляторів залежать від їх призначення: ізоляція групи рослин, окремого рослини, гілок, суцвіть або окремих квіток.
Для ізоляції порівняно великих груп рослин застосовують великі ізолятори з дверима (ізоляційні будиночки), що представляють собою дерев`яні або металеві каркаси, обтягнуті зверху марлею або сіткою (металевої або синтетичної). Висота таких ізоляторів повинна бути достатньою для того, щоб в них міг працювати людина. Для ізоляції декількох рослин зазвичай застосовують більш прості ізолятори меншого розміру і висоти, достатньої, щоб не перешкоджати росту рослин. Схрещування всередині таких ізоляторів утруднено. Якщо під ізолятором знаходяться рослини однієї комбінації схрещування даної культури, то часто для цієї мети туди пускають комах, бджіл або мух, що вимагає додаткових витрат на їх розведення і утримання. При необхідності перезапилення рослин вручну роблять пристосування, що дозволяють легко проникати в такі »ізолятори. Для цього до стінок ізоляторів пришивають рукави, в певному місці роблять в марлі або сітці вставку з прозорого матеріалу (плівки), щоб можна було зовні спостерігати за ходом роботи. Найчастіше під час схрещування марлю з одного боку знімають і працюють під ізолятором.
Для ізоляції окремих гілок або суцвіть застосовують невеликі ізолятори з пергаментного паперу або марлі, натягнутою на легкий, з тонкою жорсткою дроту каркас або без нього. Ізолятори шиють у вигляді рукавів або мішечків, довжина і ширина яких залежать від розміру розміщені в них гілок або суцвіть. Мотузкою або тонкої м`яким дротом верхній кінець ізолятора прикріплюють до сусідньої гілки, кілка або натягнутою вздовж ряду рослин дроті, щоб оберегти зрив ізоляторів і поломку суцвіть під час дощу і вітру.
При гібридизації рослин, що мають великі квітки (баклажан, огірок, томат, горох та ін.), Квітки після кастрації ізолюють тонким шаром вати, загорнувши краю шару у цветоножки. Для ізоляції квіток гарбузових рослин застосовують спеціальні затиски з двох тонких дощечок, скріплених гумовим кільцем, які надягають на віночки квіток на початку цвітіння, щоб запобігти заносу чужий пилку. Під час запилення затиск знімають, а потім знову надягають і залишають До початку розростання зав`язі.
Переваги тих чи інших ізоляторів визначаються не тільки їх розмірами, а й якістю матеріалу. При роботі з рослинами, запилюють комахами, краще використовувати ізолятори з марлі, батисту або мелкоячеистой сітки, що забезпечують хорошу вентиляцію. Для ізоляції вітрозапилюваних рослин краще застосовувати паперові ізолятори.
Добре зарекомендували себе комбіновані ізолятори, у яких в якості ізоляційного матеріалу застосовується поліхлорвінілова плівка в поєднанні з марлею або сіткою. Розміщують ці матеріали так, щоб плівка забезпечувала кращу освітленість рослин і можливість, не відкриваючи ізолятора, спостерігати за ходом роботи, готовністю квіток для схрещування і результатами гібридизації, а ділянки з марлі або сітки забезпечували достатню вентиляцію.
Під ізоляторами зазвичай буває більш висока температура повітря при порівняно низької освітленості, що знижує завязиваемость насіння і сприяє розвитку захворювань. Тому ізоляцію гілок і суцвіть проводять тільки на самому початку цвітіння і припиняють одразу після його закінчення.
Техніка схрещування овочевих рослин
Для схрещування потрібно перенести пилок з квіток рослини одного сорту на рильця квіток іншого. У зв`язку з особливостями біології цвітіння техніка схрещування овочевих рослин може бути різною. Її різноманітність в якійсь мірі зростає через різних вимог, що пред`являються до гібридних насіння (кількість, допустимо чи ні наявність домішки сортових).
Схрещування рослин з роздільностатеві квітками краще проводити на ізоляційних ділянках. При схрещуванні дводомних багаторічних рослин (спаржа) у одного сорту відбирають і висаджують на ізоляційний ділянка кращі жіночі рослини, а в іншого - чоловічі. При схрещуванні дводомних однорічних рослин (шпинат) висівають насіння або висаджують розсаду кожного сорту окремими чергуються рядками. Коли рослини досягнуть такого стану, що можна буде визначити їх стать, у одного сорту видаляють всі чоловічі рослини. Решта жіночі рослини будуть обпилені пилком чоловічих рослин іншого сорту. При схрещуванні однодомних рослин (гарбуз, огірок, кукурудза), вирощуваних на ізоляційному ділянці, у рослин сорту, взятого в якості жіночого компонента схрещування, видаляють чоловічі квітки до розкриття пиляків. Цим забезпечується запилення пилком рослин іншого сорту. Так як в плодах культур сімейства Гарбузові утворюється багато насіння, схрещування частіше проводять вручну на окремих ізольованих квітках.
Рослини з двостатеві квітками схрещують без кастрації і з кастрацією. Залежно від необхідної кількості гібридного насіння, наявності ізоляційних ділянок і. числа комбінацій схрещування без кастрації можна виконати декількома способами. При роботі з перекрестноопиляющееся рослинами, при наявності достатньої кількості ізоляційних ділянок і необхідності отримання порівняно великої кількості насіння рослини двох схрещується сортів висаджують чергуються рядками на окремій ділянці для вільного перезапилення. Якщо ізоляційні ділянки відсутні і необхідно виконати велику кількість комбінацій схрещування, рослини двох схрещується сортів висаджують невеликими групами або парами під великі ізолятори. Іноді в один невеликий ізолятор поміщають тільки гілки рослин схрещується сортів, вирощуваних поруч. При необхідності схрестити рослина `з будь-яким іншим, зростаючим на віддалі, з батьківської рослини зрізають кілька пагонів з суцвіттями і, поставивши в посудину з водою, поміщають під ізолятор разом з материнською рослиною.
Для перенесення пилку під ізолятори пускають бджіл, джмелів або мух. Слід враховувати, що бджоли задовільно працюють тільки в великих ізоляторах, а мухи запилюють пасивно, повзаючи по всій рослині, в тому числі і по квіткам. У маленьких ізоляторах перезапилення квіток, зазвичай здійснюють вручну пензликом або пташиним пером. У моркви та інших рослин родини Зонтичні (Селерові) для перезапилення парасольки одного сорту прикладають до поверхні парасольок іншого. Якщо під ізолятором схрещують вітрозапилювані рослини, то перезапилення здійснюють періодичним струшуванням гілок.
Перезапилення без кастрації дозволяє при невеликих витратах праці отримувати великі кількості гібридного насіння. Однак при цьому способі схрещування не виключена домішка негібридних насіння. При вільному перезапилення декількох рослин кожного сорту гібридних рослин буває 50-70%, решта виходять в результаті внутрісортового перезапилення. Якщо під ізолятором знаходиться по одній рослині або по одному суцвіття кожного сорту, то частка гібридного насіння залежить від ступеня самонесумісності схрещується рослин. При невисокій самонесумісності гібридних рослин може бути до 70-80%, а при високій - до 100%. Якщо необхідно отримати гібридне насіння без домішки сортових, то застосовують кастрацію квіток.
Кастрація обов`язкова при схрещуванні самозапильні протерандрічних рослин, у яких самозапилення відбувається до розкриття квітки (горох) або при проходженні рильця в процесі росту через трубку з тичинок (салат). Кастрація виправдана і при схрещуванні перекрестноопиляющіхся рослин, якщо у них великі квіти і в плодах буває багато насіння.
При кастрації з бутонів напередодні їх розкриття пінцетом з гострими кінчиками видаляють пиляки перш, ніж вони почнуть розтріскуватися і з них стане висипатися дозріла пилок. Дуже молоді бутони каструвати не слід, так як вони при цьому пошкоджуються і часто гинуть.
Відео: Селекція тварин і рослин
типи схрещувань
Залежно від завдань селекційної роботи і особливостей наявного в розпорядженні селекціонера матеріалу для отримання гібридної популяції необхідної якості застосовують різні схеми схрещування: прості і складні, в число яких входять поворотні, ступінчасті і подвійні.
Схрещування двох батьківських особин, виконане одноразово, називається простим. При простих схрещування першого гібридне потомство формується на основі об`єднання в кожному організмі спадкових факторів від двох схрещується батьківських особин. При цьому прояв ознак у рослин першого гібридного потомства визначається взаємодією алельних пар генів, що знаходяться в ядрах батьківського і материнського організмів, а також впливом генів, що знаходяться в цитоплазмі материнської рослини, так як гібридному потомству через яйцеклітину передається цитоплазма матері.
