Методы оценки селекционного материала кратко
Обновлено: 05.07.2024
Все отбираемые в процессе селекционной работы номера и сорта называют селекционным материалом.
Главные показатели, характеризующие сорта или селекционные номера, — их урожайность и качество продукции. Но эти показатели, во-первых, очень сложны, поскольку определяются большим числом отдельных более простых признаков и свойств, и, во-вторых, сильно изменяются под влиянием различных условий выращивания.
Селекционер должен хорошо представлять и правильно оценивать слагающие урожайности и качества продукции культуры, с которой ведется селекционная работа в определенных почвенно-климатических условиях. В каждом году и на любой стадии селекционного процесса необходимо точно знать, чем вызваны различия в урожайности и качестве продукции разных сортов и селекционных номеров. Варьирование по урожайности между сортами и селекционными номерами может быть связано с разной их продуктивностью, неодинаковой устойчивостью к неблагоприятным погодным условиям, болезням и повреждению вредителями и т. д.
Чтобы новые передаваемые в производство сорта давали ежегодно устойчиво высокие урожаи и хорошее качество продукции, необходимо в процессе их выведения проводить оценку селекционного материала по следующим показателям:
1) продуктивности;
2) устойчивости к неблагоприятным климатическим условиям возделывания (оценки на зимостойкость и засухоустойчивость);
3) устойчивости к болезням: ржавчине, головне, гельминтоспориозу, корневым гнилям, фитофторозу и т. д.;
4) пригодности к механизированному возделыванию и уборке урожая (оценки на полегаемость и осыпаемость);
5) качеству продукции (определение содержания белка, крахмала, жира, оценка мукомольно-хлебопекарных качеств зерна пшеницы и др.).
Селекционный материал – это все номера и сорта, отбираемые в процессе селекционной работы, который оценивается по комплексу показателей.
Методы оценки – полевые, лабораторные и лабораторно-полевые. Оценивают материал по двум видам признаков: прямым и косвенным. Оценка на провокационном фоне. Оценка по отдельным признакам.
9.1. Оценка селекционного материала.
Понятие оценки селекционного материала – учет хозяйственных и биологических признаков и свойств, характеризующих хозяйственную ценность селекционных номеров. По комплексу признаков их сравнивают между собой и со стандартами и выбирают наиболее ценные в хозяйственном отношении.
На основании оценки подбирается исходный материал для скрещиваний, полиплоидии и т.д. или элитные растения в семеноводстве. Оценка селекционных номеров проводится на всех этапах селекционного процесса.
Методы оценки подразделяют на три группы: полевые, лабораторные, лабораторно-полевые. Испытания проводят в обычных условиях и на провокационных фонах. Оценку дают непосредственно по изучаемым показателям ( прямая оценка ) или по косвенным признакам ( косвенная оценка ).
Например, засухоустойчивость растений связана с мощностью развития корневой системы, с анатомическим строением листьев и других органов. Выявляют корреляционные связи между признаками.
9.2. оценка по отдельным признакам.
- Оценка продолжительности вегетационного периода.
- Оценка выживаемости (биологической устойчивости ) растений.
- Оценка засухоустойчивости и зимостойкости.
- Оценка продуктивности и урожайности.
- Оценка качества продукции.
- Оценка пригодности к механизированному возделыванию.
Вопросы для самоконтроля:
1. Как классифицируют методы оценки селекционного материала?
3. Понятие стандарта и оценки селекционного материала.
4. Как определить продуктивность растений и урожайность сорта?
Тема 1. Семеноводство – наука и отрасль сельскохозяйственного производства.
После испытания сорта, рекомендации его в производство начинается его размножение с сохранением и даже улучшением сортовых и урожайных качеств.
1.1. Семеноводство – деятельность по производству, заготовке, обработке, хранению, реализации, транспортировке и использованию семян сельскохозяйственных растений. Объект семеноводства: сорт и его гетерозисный гибрид. Семеноводство сопровождается двумя процессами: сортосмена и сортообновление. Сортосмена – замена старого сорта на новый, а сортообновление – замена семян того же сорта на семена более высоких репродукций. Качество высеваемых семян определяет уровень урожайности и качество семян последующих поколений. Семеноводство взаимосвязано со многими научными дисциплинами, теоретической основой является генетика.
1.2. Краткая история развития семеноводства.
1.3.Современный период развития семеноводства.
Вопросы для самоконтроля:
1. Понятие семеноводства, его задачи.
2. Категории семян
3. Каковы основные этапы семеноводства?
Тема 2. Биологические основы семеноводства.
В растениеводстве семена – это части растений, которые используют для воспроизводства сельскохозяйственных растений. У зерновых и зернобобовых культур для посева используются семена. Они имеют определенное строение, биохимический состав, обладают определенными свойствами.
2.2. Строение семени и его химический состав. У зерновых культур (растения класса однодольные) запасающая ткань эндосперм, зародыш с 1 семядолей, содержат до 60% углеводов, белка до 15-17% и жира около 2%.
У зернобобовых растений (двудольные растения) запасные вещества откладываются в семядолях, больше всего содержится белков (до 40%), жира так же немного. Большое количество жира содержат масличные культуры (подсолнечник и др.).
Биохимический состав семени влияет на посевные качества семян, например, чем выше содержание белка, тем лучше посевные качества.
2.3.Физико-механические свойства семян.
К физико-механическим свойствам семян относятся:
- размеры ( длина, толщина, ширина) семян, используется для сортировки;
- масса семян (масса 1000 семян) – индивидуальна для каждой культуры, используется для расчета нормы высева;
- аэродинамические свойства – характеризуются сопротивлением, которое оказывает воздушная среда их движению, используются для очистки;
- щуплость, морозобойность и степень выполненности характеризуют влияние на урожайность и посевные качества семян.
2.4. Формирование и фазы развития семян.
Длительность периодов и фаз определяется видовыми, сортовыми особенностями и условиями выращивания, что отражается на физических свойствах, посевных качествах и урожайных свойствах.
Вопросы для самоконтроля:
2. Назовите основные части семени.
3. Каков химический состав семян зернобобовых культур?
4. В каких целях используют физико-механические свойства семян?
5. Назовите фазы спелости семени.
6. Что происходит в семени при послеуборочном дозревании?
Главные показатели, характеризующие различные сорта, — их урожайность и качество продукции.
Но эти показатели, во-первых, очень сложны, так как определяются большим числом отдельных более простых признаков и свойств, и, во-вторых, они сильно изменяются под влиянием различных условий выращивания. Селекционер должен хорошо представлять и правильно оценивать слагающие элементы урожайности и качества продукции той культуры, с которой ведется селекционная работа в определенных почвенно-климатических условиях. Каждый год и на любой стадии селекционного процесса необходимо точно знать, чем вызваны различия в урожайности и качестве продукции разных сортов и селекционных номеров.
Все отбираемые в процессе селекционной работы номера и сорта называют селекционным материалом. Различия по урожайности между сортами и селекционными номерами могут быть обусловлены разной их продуктивностью, неодинаковой устойчивостью к неблагоприятным погодным условиям, поражению болезнями и повреждению сельскохозяйственными вредителями и т. д.
Чтобы новые, передаваемые в производство сорта ежегодно обеспечивали стабильно высокие урожаи при хорошем качестве продукции, необходимо в процессе их выведения оценивать селекционный материал по следующим признакам: 1) продуктивности; 2) устойчивости к неблагоприятным климатическим условиям возделывания (оценка на зимостойкость и засухоустойчивость); 3) устойчивости к болезням (оценка на устойчивость к ржавчине, головне, гельминтоспориозу, фитофторозу и т. д.) и сельскохозяйственным вредителям; 4) пригодности к механизированному возделыванию и уборке урожая (оценка на полегаемость и осыпаемость); 5) качеству продукции (определение содержания белка, крахмала, жира, оценка мукомольно-хлебопекарных качеств зерна пшеницы и другие).
Сорта сельскохозяйственных культур должны быть экологически пластичными, давать устойчиво высокие урожаи при меняющихся погодных условиях, противостоять засухе, болезням и вредителям, иметь стабильное качество продукции. Для создания таких сортов необходимо всесторонне оценивать селекционный материал на ранних стадиях выведения сорта; испытывать гибридные популяции и отбираемые из них линии с учетом возможного ареала будущего сорта и его хозяйственного использования в различных экологических и почвенно-климатических условиях, по разным предшественникам, при разных нормах внесения минеральных удобрений и т. д.
Признаки, по которым оценивают селекционный материал в процессе выведения сортов, делятся на две группы: прямые и косвенные. Оценка сортов и селекционных номеров по прямым признакам дается непосредственно путем подсчета, взвешивания, измерения и т. д. Например, число сохранившихся к весне растений — прямой показатель зимостойкости сортов озимой пшеницы, а степень поражения листьев — показатель их ржавчиноустойчивости.
Некоторые свойства сортов можно оценивать по косвенным признакам, какими чаще всего являются биохимические и технологические показатели. Например, процент и прочность клейковины — косвенные показатели хлебопекарных качеств муки различных сортов пшеницы. Высокая концентрация сахара в клеточном соке растений озимых культур — косвенный признак морозостойкости сортов. Интенсивность прироста сухого вещества растений и развитие корневой системы различных сортов зерновых культур косвенно характеризуют их засухоустойчивость. Наличие панцирного слоя в семянках подсолнечника служит надежным косвенным признаком устойчивости сортов к повреждению личинками подсолнечной моли.
Для оценки всех нужных признаков селекционных материалов используют два метода: полевой и провокационный.
Полевой метод заключается в наблюдениях и учетах сравниваемых сортов при посеве их непосредственно в поле. Он позволяет, как правило, давать наиболее полную и верную оценку, поэтому является главным при изучении любого селекционного материала. Но этот метод требует в большинстве случаев длительного времени.
Очень часто дать оценку на устойчивость к действию какого — либо неблагоприятного фактора не представляется возможным в течение нескольких лет. Например, оценить селекционный материал озимых культур на морозостойкость полевым методом можно лишь в холодную зиму, так как только при таких условиях можно установить различие между сортами по морозостойкости. Если же селекционный материал испытывают в годы, благоприятные по перезимовке, то выявить морозостойкие сорта не удается. Кроме того, сорт, отобранный селекционером за высокую продуктивность, может впоследствии, когда его будут высевать в производстве, вымерзнуть в первую же холодную зиму. Подобные затруднения встречаются при оценке селекционного материала полевым методом на устойчивость к засухе, поражению болезнями, полеганию и т. д.
Для ускорения всесторонней оценки селекционного материала на устойчивость к различным неблагоприятным условиям одновременно с полевым применяют провокационный метод. Сущность его состоит в том, что на изучаемый селекционный материал в любой год преднамеренно воздействуют тем фактором, на устойчивость к которому хотят оценить. Провокационный метод не заменяет основной метод оценки, а дополняет его. Но в то же время значение провокационного метода оценки в селекционной работе так велико, что без его использования во многих случаях нельзя вывести хорошие сорта, устойчиво дающие высокие урожаи. Его применение необходимо при создании морозостойких сортов озимой пшеницы, ржавчиноустойчивых сортов озимой и яровой пшеницы, заразихоустойчивых сортов подсолнечника, фитофторо — и ракоустойчивых сортов картофеля и т. д. Неблагоприятные условия при этом методе создают искусственно тогда, когда они отсутствуют в естественной природной обстановке при обычном испытании селекционного материала полевым методом.
Преимущество провокационного метода оценки заключается в том, что в большинстве случаев можно регулировать воздействие на растения того или иного неблагоприятного условия в соответствии с задачами работы. Так, при оценке сортов на морозостойкость путем искусственного промораживания растений в камерах холодильных установок можно регулировать температуру и продолжительность ее воздействия при любых заданных режимах.
Современная техника позволяет в значительной степени совмещать преимущества полевого и провокационного методов путем использования ростовых, вегетационных камер. Такие камеры представляют собой полностью автоматизированные установки, в которых в любое время года можно создавать микроклимат, необходимый для испытания новых сортов. Те условия, действие которых на растения при обычном полевом испытании приходится изучать годами, становится возможным создавать в любое время года и регулировать по желанию селекционера. Применение ростовых камер позволяет получить несколько урожаев в год и тем самым ускорить селекционный процесс.
При испытании селекционного материала очень важно в наиболее короткий срок дать всестороннюю и точную оценку изучаемому сорту. Для оценки устойчивости сортов и селекционных номеров зерновых злаков к неблагоприятным внешним условиям, заболеваниям растений, а также по степени выраженности того или иного признака, как правило, применяют пятибалльную шкалу. Однако в последнее время многие селекцентры переходят на международную девятибалльную систему, позволяющую лучше дифференцировать оценку. Показатели 1—2—3—4—5 по пятибалльной шкале соответствуют показателям 1—3—5—7—9 по девятибалльной системе оценки.
Возделываемые человеком культуры представлены громадным числом сортов, сортотипов, культиваров, которые различаются между собой многообразием признаков и свойств. Требования к сортам меняются в зависимости от направления и уровня ведения хозяйства.
В соответствии с основными требованиями, предъявляемыми к селекционному материалу по признакам и свойствам, которыми они должны обладать, сорта делятся на хозяйственные группы. Например, группа скороспелых и позднеспелых растений, засухоустойчивых и зимостойких сортов, низкостебельных и неполегающих сортов зерновых, устойчивых к болезням и вредителям и другие группы сортов.
Все признаки и свойства растений физиологически тесно связаны между собой, и характер их проявления зависит от влияния внешних условий. Поэтому создаваемые сорта характеризуются конкретным комплексом признаков и свойств, который можно определить тремя показателями:
почвенно-климатическими условиями, для которых предназначается будущий сорт;
уровнем агротехники и механизации, при которых сорт будет воз-делываться в производстве (удобрения, орошение и т. д.);
направлением и использованием культуры (столовый и технический картофель, древесина березы на облицовку мебели и поделочную фанеру).
Сорта растений могут отличаться друг от друга по одному или комплексу признаков, они могут иметь узкую или универсальную экологическую приспособленность, они могут иметь стабильность признака в онтогенезе или большую полиморфность и т. д.
Различают ботанические (биологические) и хозяйственные признаки сортов. Морфологические и анатомические признаки относятся к ботаническим или систематическим показателям. По этим признакам и свойствам определяют принадлежность сорта к тому или иному виду.
Урожайность, качество продукции, скороспелость, устойчивость к болезням и вредителям, морозостойкость, засухоустойчивость и другие показатели относятся к хозяйственным признакам, которые, в свою очередь, делятся на количественные и качественные; между хозяйственными и ботаническими признаками не всегда можно провести четкую грань. Например, продолжительность вегетационного периода является хозяйственным и в то же время биологическим показателем.
Все отбираемые в процессе селекционной работы формы, номера и сорта называются селекционным материалом. Главным показателем при оценке селекционного материала является соответствие отбираемой формы задаче селекции. Но эти показатели, во-первых, очень сложны, так как они, в свою очередь, определяются большим числом отдельных простых признаков и свойств, и, во-вторых, сильно изменяются под влиянием различных условий выращивания.
Селекционер должен хорошо представлять и правильно оценивать слагающие урожайности и качества продукции культуры, с которой ведется работа в определенных почвенно-климатических условиях.
В селекционном процессе используют полевые, лабораторные и лабораторно-полевые методы оценки. Испытания проводят на благоприятном и на провокационном фонах в зависимости от задачи. Оценивают изучаемый материал по двум видам признаков прямым и косвенным. Оценка по прямым признакам дается непосредственно путем подсчета, взвешивания, измерения и т. д. самого селектируемого хозяйственного признака. Например:
а) число сохранившихся к весне растений - прямой признак зимостойкости сеянцев акации белой;
б) текстура древесины при селекции на декоративность прямой селекционный признак, а габитус растения и сбежистость стволов, коррелятивно связанные с узорчатостью древесины у березы карельской, относятся к косвенным, или вторичным признакам.
Полевой метод оценки селекционного материала заключается в проведении наблюдений и учетов сравниваемых сортов при посеве и требует длительного испытания.
Для ускорения всесторонней оценки селекционного материала на устойчивость к различным неблагоприятным условиям одновременно с полевым применяют провокационный метод.
Провокационный метод не заменяет полевой, а дополняет его. Неблагоприятные условия при использовании этого метода создаются искусственно тогда, когда они отсутствуют в естественной природной обстановке при обычном испытании селекционного материала полевым методом.
Современная техника позволяет в значительной степени совмещать преимущества полевого и провокационного методов путем использования станций искусственного климата фитотронов. Фитотрон представляет собой гигантскую полностью автоматизированную установку, в которой в любое время можно создать климат, необходимый для испытания новых сортов. Те условия, действие которых на растения при обычном полевом испытании приходится изучать годами, здесь можно регулировать по желанию селекционера.
Зимостойкость определяется условиями перезимовки, отношения к которым обусловлены агротехникой и наследственными особенностями возделываемого сорта.
Существует глазомерная оценка подсчета живых и погибших растений, искусственное создание бесснежия, снегового покрова и ледяной корки.
Оценка засухоустойчивости в суховейных условиях относится к провокационному методу. Последний часто используется при оценке устойчивости к заболеваниям путем искусственного заражения спорами ржавчины и другими способами.
Оценка селекционного материала по качеству продукции сводится к разработке точных методов определения белка и жира в семенах, физико-механических свойств волокна прядильных растений и древесины лесных пород на различных стадиях селекционного процесса.
Селекционный процесс завершается выведением сорта. Для того чтобы получить производственно достоверные результаты при испытании сортов, необходимо на всех стадиях селекционного процесса обеспечивать типичность условий сравнения и точность опыта.
Типичность опыта достигается путем проведения сортоиспытания в условиях, характерных для условий будущей зоны возделывания сорта.
При испытании сортов и селекционных материалов все агротехнические условия должны быть для них совершенно одинаковыми (почвенное плодородие, обработка почвы, норма высева, способы вспашки и т. д.). Для окончательной оценки сортов сельскохозяйственных растений и определения района их будущего возделывания в СССР создана система государственною сортоиспытания. Она представляет собой независимую от селекционно-опытных учреждений систему всесторонней оценки новых сортов для правильною их размещения на территории страны.
В настоящее время в системе Госкомиссии по сортоиспытанию действует более 1550 сортоучастков. Большинство из них комплексные, так как на них испытываются сорта разных культур (полевые, овощные, плодовые, субтропические, шелководческие и др.).
Большое внимание в государственном сортоиспытании уделяется вопросам агротехники возделывания сельскохозяйственных сортов и устойчивости к вредителям и болезням.
Зоны районирования создаются с учетом почвенно-климатических условий. Например, в Воронежской области испытание на районирование проводится в трех зонах: I- лесостепная, на выщелоченном и мощном черноземе; II- переходная от лесостепи к степи, на выщелоченном и обыкновенном черноземе; III - степная, на обыкновенном черноземе. Административное и методическое руководство работой сортоучастка на территории области (края) осуществляет областная инспекция по сортоиспытанию во главе с инспектором. Инспекция непосредственно подчиняется Госкомиссии по сортоиспытанию.
Государственному сортоиспытанию предшествует производственное сортоиспытание, проводимое государственными сортоучастками, которые размножают семена новых перспективных сортов. Новый сорт может быть передан в Государственное сортоиспытание в том случае, если он при производственном испытании покажет значительное превосходство по урожайности по сравнению со старым районированным в данной зоне стандартным сортом, не уступает ему по качеству продукции и другим хозяйственно-полезным признакам. Новые сорта передаются в Государственное сортоиспытание по данным 3-летнего конкурсного сортоиспытания в своем научно-исследовательском учреждении в 1 - 2-летнем производственном испытании. При передаче нового сорта в Государственное сортоиспытание ему присваивается название, на него представляется характеристика (описание) по установленной форме, где производят испытания и указывают требования сорта к агротехнике.
Ко времени передачи нового сорта в Государственное сортоиспытание научно-исследовательское учреждение должно накопить по нему определенный запас семян, чтобы разослать их нескольким сортоучасткам для производственного сортоиспытания.
Районирование новых сортов, или определение районов их культивирования, является конечным результатом работы всей системы государственного сортоиспытания сельскохозяйственных растений в нашей стране.
В настоящее время в нашей стране проводится большая научная и методическая работа по подготовке организации сортоиспытания лесных и декоративных растений с целью обогащения ассортимента для лесного хозяйства и озеленения городов пенными породами древесных и кустарниковых растений.
Читайте также: