Гетерозис құбылысы жəне оның селекциялық маңызы

Пән: Ауыл шаруашылығы
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 11 бет
Таңдаулыға:

Мазмұны

Кіріспе

Негізгі бөлім

1. 1. Гетерозис құбылысы жəне оның селекциялық маңызы

1. 2. Өндірісте пайдаланылатын будан түрлері және будан алу селекциясы

1. 3. Желілерді комбинациялық қабілеттілікке сынау

Қорытынды

Пайдаланылған әдебиеттер

Кіріспе

Ауыл шаруашылығы дақылдарының өнімділігін, түсімін жəне сапасын арттыруда селекция ғылымының маңызы зор. Өсімдіктер селекциясы - ауыл шаруашылығы саласында өнімділікті арттырудың маңызды факторы. Бүгінгі таңда селекцияның классикалық əдістерімен қатар, ғылы- ми негізделген гендік инженерия, биотехнология сияқты заманауи 12 əдістерді қолданудың арқасында өсімдіктердің сапалы, өнімділігі жоғары жаңа сорттары алынды. Əр гектардан 100 ц жəне одан да артық өнім беретін бидай мен күріштің қысқа сабақты сорттары, 150 ц жəне одан да артық өнім беретін жүгері будандары, ақуызының амин қышқылдық құрамы жақсартылған астық дақылдары, ауруларға төзімді сорттар, дəнінің майлылығы екі еселенген күнбағыс сорттары жəне т. б. жетістіктерге қол жеткізілді. Өсімдіктер селекциясы егіншілік ісімен бір мезгілде пайда болып, онымен қатар дамып келеді. Мəдени өсімдіктердің жаңа сорттарын шығару əдістерінің даму тарихында төрт кезеңді бөліп көрсетуге болады: қарапайым, халықтық, өнеркəсіптік жəне ғылыми селекция.

Өсімдіктер селекциясы- өсімдік сорттары мен гибридтерін шығару әдістері туралы ғылым саласы. Өсімдіктер селекциясы егіншілік ісімен бір мезгілде пайда болып, онымен қатар дамып келеді. Мəдени өсімдіктердің жаңа сорттарын шығару əдістерінің даму тарихында төрт кезеңді бөліп көрсетуге болады: қарапайым, халықтық, өнеркəсіптік жəне ғылыми селекция.

Өсімдік сорттары мен гибридтерін шығарудағы негізгі мақсат - өсімдіктің өнімділігін, аязға, қуаңшылыққа төзімділігін арттырып, аурулар мен зиянкестерге қарсы тұру қабілетін күшейту, т. б. Қазіргі кезде жеміс-жидектің, дәнді дақылдардың, картоптың, көкөніс-бақша дақылдарының, т. б. бірнеше сорттары.

1. 1. Гетерозис құбылысы жəне оның селекциялық маңызы

Гетерозис деп ата-аналық формалармен салыстырғанда будан- дардың бірінші ұрпағының белгілі бір белгілері мен қасиеттерінің ата- ана формасының əрқайсысынан ерекше басым болуын айтады. Келесі ұрпақтарда ағзалардың будандық қуаттылығы көп шамаға төмендейтіндіктен гетерозис толық шамада тек қана бірінші ұрпақта көрінеді, сондықтан өндірісте тек F1 будандық тұқымдары пайдаланылады.

Гетерозис- белгілі бір белгілері мен қасиеттерінің көрініс дәрежесі бойынша будандардың бірінші ұрпағының ата-ана формасының әрқайсысынан ерекше басым болуы. Гетерозис түр аралық будуандастыруда бір түрдің әр алуан гетерогенді популяцияларын будандастырғанда байқалады.

Г. Шелл, Е. Иста, Х. Хэйстердің жұмыстарында да айқын көріне бастады. Ғылыми әдебиеттерге «гетерозис» термині 1914 жылдап бастап енген.

Джонс ұсынған доминанттық болжамы (1917, 1918, 1921 жылдар) . Ол Ғı бірінші жылғы буданды қолайлы доминантты гендердің жиналуынан, ал олардың Ғ2 -де немесе кейінгі ұрпактарда өнімділіктің кемуі рецессивті аллельдің гомозиготтық жағдайға ауысуынан деп гетерозис түсіндіріледі.

Будандар қуатының ата-аналық формалармен салыстырғанда артуын алғаш И. Г. Кëльрейтер сипаттаған. Ол 1760 жылы екі түрді - қара темекі мен шашақбасты темекіні будандастырумен ата-аналық формаларға қарағанда, əлдеқайда қуатты болып келетін түраралық будан алды. Сөйтіп, бұл құбылысты тəжірибеде пайдалану мақсатында, будандық тұқымдарды бір рет пайдалану үшін жоғарыда аталған түрлерді будандастырумен жоғары өнімді темекі будандарын алудың нақты сұлбасын жасады жəне ұсынды, сондай-ақ мұндай будандарды басқа да дақылдарда алу мен пайдаланудың қажеттігін көрсетті.

Кейінірек бұл құбылысты Ч. Дарвин мұқият зерттеп, өзінің 1876 жылы жариялаған «Өсімдіктер əлеміндегі айқас тозаңдану мен өздігінен тозаңданудың əсері» атты іргелі еңбегінде баяндады.

Ч. Дарвин идеясы əсерінен Д. Бил 1878 жылы Мичиган ауыл шаруашылығы колледжінде өнімді сұрыпаралық будандар алу үшін жүгерінің түрлі сұрыптарын будандастырды. Нəтижесінде ол, өнімділігі ата-аналық формалардан 10-15% асып түсетін сұрыптар комбинацияларын тапты жəне будандық тұқымды көп шамада өндірудің экономи калық тиімді техникасын əзірледі.

Жүгері селекциясындағы жаңа əдістің негізінде қойылған ең маңызды қағидаларының бірін алғашқы болып америкалық зерттеуші Г. Шелл ұсынды. Ол 1904 жылы Лонг-Айлендте таза линия алу үшін мəжбүрлеп жүгеріні өз тозаңымен ұрықтандырды (инбридинг немесе инцухт) . Осылайша мəжбүрлеп тозаңдандыруды гетерозистік селекцияда пайдалануға жол ашты. Гетерозисті халық шаруашылығында пайдалану өте маңызды. Өндірісте будандық тұқымдарды пайдаланумен өнімділікті 25-35%, ал кейбір дақылдар бойынша 50% жəне одан да жоғарыға көтеруге болатындықтан, будандық тұқымдар егісіне көшірілген дақылдар шамасы жыл сайын арта түсуде. Гетерозисті жүгері, қонақ жүгері, қант қызылшасы, күнбағыс, малазықтық тамыржемістер мен шөптер, бақшалық жəне көкөністік дақылдар өсіруде өте кеңінен пайдаланады. Генеративті жолмен көбейетін дақылдарда гетерозис құбылысы келесі ұрпақтарға берілмейді. Вегетативті жолмен көбейетін: картоп, қант құрағы т. б дақылдарда келесі ұрпақтарына тұрақты беріліп отырады.

1. 2. Өндірісте пайдаланылатын будан түрлері және будан алу селекциясы

Өндірісте пайдаланылатын будандар: 1) желі аралық: қарапайым - екі өз тозаңымен ұрықтанған желілерді ұрықтандырудан; үш линиялық - қарапайым желі аралық буданды өз тозаңымен ұрықтанған желі тозаңымен ұрықтандырудан; қосарланған - екі қарапайым желі аралық будандарды ұрықтандырудан; күрделі линия аралық - төртеуден артық өз тозаңымен ұрықтанған желілер қатысуымен; 2) сорт-линиялық: қарапайым - сорттарды желі тозаңымен ұрық- тандырудан жəне күрделі - сорттарды қарапайым желі аралық будан тозаңымен ұрықтандырудан; 3) линия-сорттық - қарапайым буданды сорт тозаңымен ұрық- тандырудан; 4) сорт аралық - екі сортты ұрықтандырудан; 5) будандық (синтездік) популяциялар - қарапайым будандар мен басқа компоненттер тұқымдарын араластырып, еркін ұрықтандырумен алынадыЕң жоғарғы қосымша өнімді өз тозаңымен ұрықтанған желілер қатысуы нəтижесінде алынған будандар береді. Сол себепті өндірісте линияаралық жəне сортлиниялық будандар кең таралған.

Гетерозисті будан алу селекциясы бірнеше кезеңдерден тұрады: өз тозаңымен ұрықтанған желілер алу үшін пайдаланылатын алғашқы материал таңдау; алынған желілердің комбинициялық қабілеттілігін анықтау жəне будандар мен будандық популяциялар құру үшін ата- аналық формалар таңдау. Өздігінен тозаңданатындықтан, аутогамды өсімдіктерден желілер алудың қажеттілігі жоқ, олар бірден комбинациялық қабілеттілікке анықталады.

Гетерозис алудың мысалы ретінде жүгері дақылының сипатты беріліп отыр. Бұл мысал ауылшаруашылық дақылдарының бəріне тəн. Гетерозис алудың нəтижелілігі - генотиптердің комбинациялық қабілеттілігі жоғары бастапқы материал таңдап алуға тікелей байла- нысты. Бастапқы материал таңдауда диаллелді будандастыру əдісін пайдаланып өз-ара туыс емес сорттар мен популяциялардың комби- нациялық қабілеттілігін анықтайды. Əр комбинация бойынша будандар- дың бірінші ұрпақтарының (F1) өнімділігі жəне басқа белгілері бойынша гетерозисін анықтайды. Будандары гетерозис құбылысының ең жақсы нəтижесін берген сорттар немесе популяцияларды өздігінен ұрықтана- тын желілер питомнигіне орналастырады. Бастапқы материалды комбинациялық қабілеттілігі арқылы таңдау нəтижелі шара болып табылады, алайда гетерозисті будандарды таңдау- да көп еңбек пен уақыт талап етеді. Бастапқы материал таңдаудағы еңбек жəне уақыт шығымын үнемдеуде келесі қосалқы белгілерге негізделіуге болады, олар:

- өз-ара туыстық байланысы жоқ, əр түрлі географиялық ортадан шыққан популяцияларды будандастыру;

- əр түрлі түршелер мен түр тармақтарға жататын желілерді будандастыру (мысалы гетерозис эффектісі индиялық кремнийлі жүгері мен америкалық тіс тəрізді жүгері будандастыруда 50%, ал кремнийлі жүгеріні өз-ара будандастыруда тек 24% алынды) ;

- линия аралық жəне сорт линиялық будандарды будандастыру.

Бастапқы материалдарды ықтиярсыз өзін-өзі тозаңдандырып, комбинациялық қабілеттілігі жоғары жəне осы қабілетін өзінің гомози- готалы күйіне байланысты ұрпақтарына беретін желілер сұрыпталады. Өзін-өзі тозаңдандырған желілер алудың: стандартты, рекуррентті сұрыптау, комбинациялық: беккроссты немесе конвергентті селекция жəне гаплоидия негізінде гомозиготалы желі алу əдістері бар. Тиімдісі стандартты əдіс болып табылады. Стандартты əдіс өздігінен ықтиярсыз тозаңдандыру негізінде жүргізілген жекелей сұрыптаудың бір түрі болып табылады. Бастапқы материалдардың бір популяциясынан алынған өзін-өзі тозаңдандырған желілер алудың сызбасы 9-суретте көрсетілген. Селекциялық тəжірибеде өзін-өзі тозаңдандырған желілер алуды бірнеше популяцияларда параллелді жүргізіп отырған дұрыс. Бірінші жылы əр популяциядан ең жақсы деген собықтарды сұрыптап алып, əр собықтың тұқымдарын жеке мөлдекке себеді. Бір популяциядан - жекелеген жанұялар популяцияларын құрып, ішінен 250-ге жуық өсімдікті ықтиярсыз өздігінен тозаңдандыру үшін сұрып- тап алуға жеткілікті болатындай - бірнеше мыңға дейін собық сұрыптап алу керек.

Екінші жылы өздігінен тозаңдану нəтижесінде алынған əр собықтан 30-40 ең жақсы тұқымдар іріктеп алынып, жеке қатарға себіледі. Ықтиярсыз өздігінен тозаңдандыру нəтижесінде алынған ұрпақтар I (generation of inbred) немесе S (generation of selfing) əріптерімен белгіленеді. Индекс өздігінен тозаңдану нəтижесінде алынған ұрпақтар- дың ретін I1, I2, I3 немесе S1, S2, S3 көрсетеді. Өздігінен тозаңданған гетерозиготалық аналық өсімдік ұрпағы, келесі өздігінен тозаңдану нəтижесінде алынатын желінің бастамасы болады. Өздігінен тозаңдандыру бара-бара гомозиготалыққа əкеледі. Желі- лердің өміршеңдігі мен өнімділігінің төмендеуі, өсімдік мүшелерінің ұсақтануы, сыртқы ортаға бейімделу қабілетінің төмендеуі байқалады. Инцухт-азғындауға ұшырау алғашқы ұрпақтарда айқын көрінеді де, келесі ұрпақтарда төмендеп инбредингтік минимумға жетеді. Əрі қарай желілерді өздігінен тозаңдандырған жағдайда өсімдіктердің өнімділігі мен өміршеңдігі өзгермейді. Екінші жылғы ұрпақтармен I2 жүргізілетін жұмыстар бірінші жылғы ұрпақтармен I1 жүргізілген жұмыстар сияқты: өміршеңдігі күрт төмендеген жанұялар толығымен жарамсыздандырылады; қалған жан- ұялардың əр собық ұрпақтарынан алынған 6-10 ең жақсы өсімдіктері өздігінен тозаңдандырылады.

Үшінші жылғы ұрпақтарының I3 өздігінен тозаңдандыру жұмыс- тарын (желілік питомникте) жалғастырумен қатар, бір бөлігі комбина- циялық қабілеттілікті анықтау жұмыстарына пайдаланылады. Жалпы комбинациялық қабілеттілікті анықтау нəтижесі алынған- нан кейін (I4 немесе I5) желілерді сұрыптау осы көрсеткіш бойынша жүргізіледі. Рекуррентті немесе қайталаулы сұрыптау фенотиптері бойынша сұрыптап, желілерді алу үшін жақсартылған бастапқы материал алуға мүмкіндік береді. Сұрыптаудың бірінші сатысынан бастап-ақ комбинациялық қабілеттілік маңызды белгі ретінде қаралатындықтан, осы əдісті пайдаланып алынған желілер көп жағдайда стандартты əдіспен салыс- тырғанда (комбинациялық қабілеттілік тек I4 немесе I5 ұрпақтан бастап сұрыпталатындықтан) жоғары өнімді гибридтер береді. Алайда рекуррентті сұрыптау жүргізуге стандартты əдіспен салыстырғанда шығын көп жұмсалады. Сондықтан гетерозисті селекцияның алғашқы этапта- рында стандартты, ал рекурентті сұрыптауды соңына таман пайдалан- ған дұрыс.

Комбинациялық селекция əдістерін гетерозистік селекция нəти- жесі белгілі бір деңгейге жеткенде жəне селекционердің қарамағындағы өнімді будандар мен желілерді белгілі бір белгілері мен қасиеттерібойынша (ауруларға төзімділігі, өнімінің сапасы, вегетациялық кезең ұзақтығы) жақсарту мақсатында жүргізеді. Егер желілерге генетикалық қарапайым белгі енгізу қажет болса қайтарымды будандастыру қолда- нылады, сандық белгі педигри əдісімен енгізіледі.

Гаплоидия негізінде гомозиготалы желі алу əдістері кейбір қиындықтарына байланысты кең тарай қоймаған, бірақ болашағы мол əдістердің бірі.

1. 3. Желілерді комбинациялық қабілеттілікке сынау

Əр түрлі генотиптердің гетерозистік құбылыс қамтамасыз ету қабілеті əр түрлі болғандықтан, кез келген екі желіні будандастырудан гетерозисті гибрид алынбайды. Олардың ішінен тиімді желілерді анықтау үшін əрбір желіні басқа желілермен будандастыру арқылы диаллелді будандастыру жүргізеді. Селекционерлер жүздеген, тіпті мыңдаған желілермен жəне сорттармен жұмыс істейтіндіктен олардың əр қайсысын будандастыру іс жүзінде мүмкін емес. Сондықтан жұмыс ауқымын қысқарту мақсатында бір топқа 8-10 желіден топтастырылып, диаллелді будандастыру жүргізіледі. Барлығын қосқанда толық диалледі будандастыру болады. Алынған будандар өнімділігі жəне басқа маңызды қасиеттері бойынша сипатталады. Комбинациялық қабілеттілік екі: жалпы (ОКС) жəне специфи- калық қомбинациялық қабілеттілік (СКС) болып бөлінеді.

Жалпы комбинациялық қабілеттілікті өнімділігі бойынша сұрып- тайды. Ол үшін əр желі бойынша будандардың ортақ өнімділігін анық- тайды. Жоғары өнімділік көрсеткен будандар, желілердің жоғары комбинациялық қабілеттілігін көрсетеді. Осылайша белгілі бір желіге қатысты жалпы комбинациялық қабілеттілік анықталады. Спецификалық қомбинациялық қабілеттілік белгілі бір екі желіден алынған будан (F1) өнімділігінің, жалпы комбинациялық қабілеттілік бойынша алынатын өнімділік деңгейінен асып түскен жағдайында белгіленеді де, жекеленген желілер емес, желілердің жұбына қатысты сипат береді.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.